專利名稱：氮氧化物排放估算方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮氧化物排放估算領(lǐng)域，并且更特別地，涉及用于車輛中的發(fā)動機的氮氧化物排放估算方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代柴油發(fā)動機由發(fā)動機燃燒產(chǎn)生氮氧化物，需要使用后處理系統(tǒng)來處理該氮氧化物，并且作為這種控制策略的一部分，需要估算在柴油發(fā)動機燃燒中產(chǎn)生了多少氮氧化物。由于測量氮氧化物排放的難度及重現(xiàn)結(jié)果的難度，柴油發(fā)動機氮氧化物排放估算是有挑戰(zhàn)性的技術(shù)領(lǐng)域。另外，柴油發(fā)動機氮氧化物排放估算也是在柴油發(fā)動機開發(fā)的后期階段期間需要相對較多的校準(zhǔn)工作的技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)今，存在估算從柴油發(fā)動機排出的氮氧化物的各種示例。然而，這些示例沒有使用根本原因作用物理參數(shù)來估算從柴油發(fā)動機排出的氮氧化物。另外，這些已知示例缺乏關(guān)于直接或間接影響這些物理參數(shù)的內(nèi)部過程和外部過程的魯棒性。因此，這些示例提供相對低的準(zhǔn)確性。因而存在對于消除上述缺點的改善的氮氧化物排放估算方法及裝置的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于車輛中的柴油發(fā)動機的氮氧化物排放估算領(lǐng)域。本發(fā)明估算從柴油發(fā)動機排出的氮氧化物排放，因此能夠?qū)筇幚硐到y(tǒng)如柴油微粒過濾器(DPF)、稀薄氮氧化物捕集器(LNT)或者選擇性催化還原(SCR)進行進一步模型化和控制。本發(fā)明的目的在于提出如下改進的且易于實施的方法及裝置S卩，所述方法及裝置提高氮氧化物估算的 準(zhǔn)確性并因此實現(xiàn)對后處理系統(tǒng)的改進的且優(yōu)化的控制。本發(fā)明由所附獨立權(quán)利要求限定。本發(fā)明的各種示例由所附從屬權(quán)利要求以及由以下描述和附圖來闡述?？紤]到以上描述，本發(fā)明的一方面在于提供估算從柴油發(fā)動機排出的氮氧化物排放并由此使后處理系統(tǒng)的控制策略優(yōu)化的改進的解決方案，該解決方案力圖單獨或者以任意組合方式緩和、減輕或者消除現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個上述缺陷和缺點。本發(fā)明基于在燃燒期間有助于氮氧化物形成過程的物理參數(shù)。因而，本發(fā)明對于直接或間接影響這些物理參數(shù)的內(nèi)部過程和外部過程來說是穩(wěn)健的。本發(fā)明的實際結(jié)果在于大大減少了校準(zhǔn)工作。本發(fā)明抓住了真正的氮氧化物形成依據(jù)，因而更為準(zhǔn)確且更為穩(wěn)健，實現(xiàn)后處理系統(tǒng)的更準(zhǔn)確且穩(wěn)健的控制。由權(quán)利要求1的特征來達到目的，其中，用于柴油發(fā)動機的、用于估算在柴油發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生的氮氧化物的量的氮氧化物排放估算方法的特征在于該方法包括如下步驟通過測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量來提供用于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的值；根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射來提供基本氮氧化物值；通過測量相對應(yīng)的信號值來限定和提供排放影響輸入?yún)?shù)；計算至少一個排放影響輸入?yún)?shù)與用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)值之間的偏差；將計算出的偏差與來自用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的各個轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)映射的各個值相乘，從而產(chǎn)生用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正；將所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正與所述基本氮氧化物值相加及加總，并由此獲得估算的氮氧化物質(zhì)量流的值。因而，本發(fā)明提供了具有用于與其標(biāo)稱值相偏離的信號的附加校正項的用于氮氧化物排放的發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射。對不同偏差的影響取決于用于柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速/負(fù)荷工作點。通過使用根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算方法，能夠使在柴油發(fā)動機和車輛開發(fā)期間的校準(zhǔn)工作從車輛向上游朝向發(fā)動機試驗臺轉(zhuǎn)移。根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算方法能夠補償基本校準(zhǔn)中的、即當(dāng)通過改變在燃燒期間對氮氧化物形成有影響的參數(shù)來使諸如排放、動力和聲音之類的性能優(yōu)化時的變化。根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算方法不依賴驅(qū)動模式，從而使得氮氧化物排放校準(zhǔn)工作量能夠移至柴油發(fā)動機開發(fā)的早期階段。通過使用根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算方法，能夠減少校準(zhǔn)工作量。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，該方法包括如下步驟將估算出的用于柴油發(fā)動機的氮氧化物質(zhì)量流的值用作為使后處理系統(tǒng)的控制策略優(yōu)化、即使用于軟件管理后處理系統(tǒng)的控制策略優(yōu)化的輸入。這對油稀釋危險和燃料消耗有影響。因而，本發(fā)明能夠使油稀釋的危險減小并能夠減少燃料消耗。通過提供對從柴油發(fā)動機排出的氮氧化物的準(zhǔn)確的估算，能夠優(yōu)化控制策略，使得后處理系統(tǒng)能夠以優(yōu)化的方式工作并且實現(xiàn)高的轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，該方法包括如下步驟延遲用于至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的信號值，使得所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)分別延遲為與排氣X傳感器的檢測在時間上同步，由此對燃燒室中的每個單獨燃燒的性能的測量的延遲進行補償。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，通過如下方式獲得估算的氮氧化物質(zhì)量流將基本氮氧化物的值與所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)加總并且產(chǎn)生數(shù)學(xué)多項式，其中，基本氮氧化物的值和所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)為提供估算的氮氧化物質(zhì)量流的對數(shù)變量。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，該方法適于使用燃燒影響性能，其中，排氣\值、進氣歧管氧氣質(zhì)量比率、進氣歧管氣體溫度、燃料軌壓力、主噴射正時、燃燒操作模式、進氣歧管壓力、活塞冷卻以及后噴射量及后噴射正時為所述排放影響輸入?yún)?shù)。通過用于柴油發(fā)動機的、用于估算在柴油發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生的氮氧化物的量的氮氧化物排放估算裝置來進一步達到目的，其中，所述裝置包括存儲器和控制單元，其特征在于所述存儲器被編碼有指令，所述指令在被執(zhí)行時使控制單元接收用于轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的輸入值以及用于至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的輸入值，其中，該裝置能夠根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射來提供基本氮氧化物的值；計算至少一個排放影響輸入?yún)?shù)與用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)值之間的偏差；將計算出的偏差與來自用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的各個轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)映射的各個值相乘，從而產(chǎn)生用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正；將所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正與所述基本氮氧化物的值相加和加總，并因此獲得估算出的氮氧化物的質(zhì)量流。在該創(chuàng)造性的氮氧化物估算裝置中不需要額外的部件或者空間以估算在柴油發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生的氮氧化物的量。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算裝置，能夠使在柴油發(fā)動機和車輛開發(fā)期間的校準(zhǔn)工作從車輛向上游朝向發(fā)動機試驗臺轉(zhuǎn)移。根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算裝置能夠補償基本校準(zhǔn)中的變化并且不依賴于驅(qū)動模式，使得氮氧化物排放校準(zhǔn)工作量能夠移至柴油發(fā)動機開發(fā)的早期階段。通過使用根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算裝置，能夠減少校準(zhǔn)工作量。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，該裝置能夠?qū)⒐浪愠龅挠糜诓裼桶l(fā)動機的氮氧化物質(zhì)量流的值用作為用于使后處理系統(tǒng)的控制策略優(yōu)化的輸入。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，該裝置能夠延遲用于至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的信號值，使得所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)被分別延遲為與排氣X傳感器的檢測在時間上同步，由此對燃燒室中的每個單獨燃燒的性能的測量的延遲進行補償。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，通過如下方式獲得估算的氮氧化物質(zhì)量流將基本氮氧化物的值與所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)加總并且產(chǎn)生數(shù)學(xué)多項式，其中，基本氮氧化物的值和所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)是提供估算的氮氧化物質(zhì)量流的值的對數(shù)變量。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，該裝置能夠適于使用燃燒影響性能，其中，排氣入值、進氣歧管氧氣質(zhì)量比率、進氣歧管氣體溫度、燃料軌壓力、主噴射正時、燃燒操作模式、進氣歧管壓力、活塞冷卻以及后噴射量及后噴射正時為所述排放影響輸入?yún)?shù)。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，計算機可讀介質(zhì)具有用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的計算機可執(zhí)行的指令。根據(jù)本發(fā)明的另外有利的方面，車輛包括有根據(jù)本發(fā)明的裝置?？梢砸匀魏芜m合的方式組合本發(fā)明的以上任何有利的特征。通過本發(fā)明提供了許多優(yōu)點，例如-獲得了在柴油發(fā)動機的開發(fā)期間實現(xiàn)早期校準(zhǔn)的改進的工作流；-獲得了對柴油發(fā)動機的氮氧化物質(zhì)量流的改進的、準(zhǔn)確的且更穩(wěn)健的估算和預(yù)測；-獲得了能夠使氮氧化物排放估算變量矩陣減少為每一個發(fā)動機硬件規(guī)格一個變量的解決方案；-獲得了能夠補償發(fā)動機校準(zhǔn)變化及發(fā)動機運行參數(shù)中的偏差、從而在柴油發(fā)動機開發(fā)的早期實現(xiàn)校準(zhǔn)的解決方案；-獲得了更有成本效益且穩(wěn)健的柴油發(fā)動機開發(fā)。


現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1示意性地示出了用于根據(jù)本發(fā)明的、估算氮氧化物的量的過程的流程圖的圖示；圖2示意性地示出了用于根據(jù)本發(fā)明的估算氮氧化物的量的方法和過程的、從發(fā)動機排出的氮氧化物的估算模型的總流程圖的圖示；圖3示意性地示出了具有根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算裝置的車輛的圖示。應(yīng)當(dāng)補充的是，以下示例的描述僅用于說明而不應(yīng)當(dāng)被解釋為將本發(fā)明僅限于這些示例/方面。
具體實施例方式所有圖1至圖3都是示意性地示出的。本發(fā)明為用于估算和預(yù)測從柴油發(fā)動機排出的氮氧化物排放的解決方案。該解決方案具有用于使用燃燒室之前和之后的因素、對燃燒影響性能的準(zhǔn)確的氮氧化物形成依據(jù)進行估算的物理方法。該創(chuàng)造性解決方案能夠?qū)嵤檐浖寮K(SPM)，該軟件插件模塊(SPM)用于車輛中的控制單元或者可以集成在車輛中的特定單元中。本發(fā)明利用作為燃燒事件的特征的物理信號來估算從柴油發(fā)動機排出的氮氧化物排放。本發(fā)明的以下示例總體上涉及用于由柴油發(fā)動機產(chǎn)生的氮氧化物的后處理系統(tǒng)領(lǐng)域，特別地，涉及用于估算和預(yù)測由柴油發(fā)動機產(chǎn)生的氮氧化物排放量的解決方案，因此能夠利用后處理系統(tǒng)來處理所產(chǎn)生的氮氧化物。下文中將參照示出本發(fā)明的示例的附圖來更充分地描述本發(fā)明的示例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為許多不同的形式，并且本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)解釋為限于本文中所提出的示例。相反，提供這些示例使得本公開內(nèi)容將是詳盡且完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地傳達本發(fā)明的范圍。通篇中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。圖1示出了用于根據(jù)本發(fā)明的、估算氮氧化物的量的過程的流程圖。下文中，參照圖1詳細(xì)說明本發(fā)明的方法。 首先，通過測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量來提供用于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的值(10 )。然后，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射來提供基本氮氧化物值(11)。此后，通過測量相對應(yīng)的信號值來限定和提供排放影響輸入?yún)?shù)(12)。然后，計算至少一個排放影響輸入?yún)?shù)與用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)值之間的偏差(13)。然后，將計算出的偏差與來自用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的各個轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)映射的各個值相乘，從而產(chǎn)生用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正(14)。本發(fā)明中所使用的所有基準(zhǔn)映射都是轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析映射并且具有同一軸線。最后，將所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正與所述基本氮氧化物值相加及加總，并由此獲得估算的氮氧化物質(zhì)量流的值(15)。圖2示出了用于根據(jù)本發(fā)明的估算氮氧化物的量的方法和過程的、從發(fā)動機排出的氮氧化物的估算模型20的總流程圖。本發(fā)明包括用于氮氧化物排放的數(shù)據(jù)驅(qū)動估算模型20用創(chuàng)造性結(jié)構(gòu)，下面進一步描述該結(jié)構(gòu)。估算模型20的結(jié)構(gòu)基于對于柴油發(fā)動機的每個發(fā)動機轉(zhuǎn)速/噴射的燃料工作點而言，排放被描述為影響排放的其他參數(shù)、即排放影響輸入?yún)?shù)的線性回歸模型和/或二階回歸模型。估算模型20基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射、并且使用與用于不同輸入信號的標(biāo)稱值的偏差來預(yù)測柴油發(fā)動機氮氧化物排放。只要進行包括該參數(shù)的變化的測量，估算模型20就可包括對于排放影響輸入?yún)?shù)的補償。使用與用于不同輸入的標(biāo)稱值的偏差來對排放建模的方法使得可使用測量到的穩(wěn)態(tài)發(fā)動機數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)估算模型20，而仍獲得用于瞬時發(fā)動機特性的可接受的性能。估算模型20執(zhí)行快速并且能夠?qū)λ胁煌目尚?zhǔn)的發(fā)動機參數(shù)做出反應(yīng)，因而使其適于發(fā)動機校準(zhǔn)方法的開發(fā)。估算模型20還適于實施為虛擬排放傳感器以在發(fā)動機管理系統(tǒng)中進行在線排放估算。估算模型20包括以下過程步驟延遲計算步驟21、延遲步驟22、計算和相乘步驟23、基本氮氧化物值步驟24、相加步驟25、活塞冷卻校正步驟26和提供估算的氮氧化物含量步驟29。在延遲計算步驟21期間，假設(shè)固定的數(shù)據(jù)收集頻率，對延遲相對應(yīng)的排放影響輸入?yún)?shù)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的輸入信號值的時段數(shù)進行計算。在延遲步驟22期間，延遲發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量及排放影響輸入?yún)?shù)的信號值。信號值延遲為使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量及排放影響輸入?yún)?shù)被分別延遲為與排氣A傳感器的檢測在時間上同步，由此補償燃燒室中的每個單獨燃燒的性能測量中的延遲。用于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量及所有排放影響輸入?yún)?shù)的值在不同的時間延遲的情況下被分別延遲，從而爭取用于每個燃燒的必要條件。通過使用用于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量的值，在基本氮氧化物值步驟24期間，由發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷基準(zhǔn)氮氧化物映射提供基本氮氧化物值。估算模型20是通過使用數(shù)學(xué)多項式在計算和相乘步驟23及相加步驟25期間產(chǎn)生的數(shù)學(xué)估算模型，其中，用于不同氮氧化物成分的許多項與常數(shù)相加以產(chǎn)生氮氧化物質(zhì)量流值。由此，實現(xiàn)排放影響輸入?yún)?shù)與從發(fā)動機排出的氮氧化物之間的多維關(guān)系的數(shù)學(xué)分離。所述常數(shù)為從發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射獲取的基本氮氧化物值。當(dāng)任一排放影響輸入?yún)?shù)提供與標(biāo)稱值、即氮氧化物基準(zhǔn)映射處的值的偏差時，對于不同的排放影響輸入?yún)?shù)，將該基本氮氧化物值與用于氮氧化物成分的正項和負(fù)項相加。參數(shù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速[rpm]和燃料噴射量[mg/comb]及以下排放影響輸入?yún)?shù)能夠用于估算模型-排氣入值；-進氣歧管氧氣質(zhì)量比率；

-進氣歧管氣體溫度[C]；-燃料軌壓力[hPa]；-主噴射正時[CABTDC]；-燃燒操作模式(常規(guī)式或蓄熱式(regeneration))；-進氣歧管壓力[hPa]；-活塞冷卻(開或關(guān))；-后噴射量和后噴射正時。用于排放影響輸入?yún)?shù)的氮氧化物成分、即排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正包括將偏差(實際的信號值-基準(zhǔn)值)與放大系數(shù)K相乘，放大系數(shù)K取自發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)系數(shù)映射。加權(quán)系數(shù)(K系數(shù))表示各個排放影響輸入?yún)?shù)中的偏差對氮氧化物形成的影響強度。所有基準(zhǔn)映射為具有同一軸線的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析映射。能夠通過使用至少一個任意的排放影響輸入?yún)?shù)來產(chǎn)生數(shù)學(xué)多項式。當(dāng)使用所有排放影響輸入?yún)?shù)時，數(shù)學(xué)多項式和估算出的氮氧化物質(zhì)量流[mg/s]由以下等式產(chǎn)生氮氧化物質(zhì)量流[mg/s]=基本風(fēng)氧化物值+K排氣aX S排氣A +K進氣歧魏氣比率X 8進氣歧管氧氣比率
+K進氣歧管氣體溫度X 8進氣歧管氣體溫度
+K腿軌壓力X 8腿軌壓力 +K進氣主噴射正時X 8進氣主噴射正時 +K燃燒操作模式X 8燃燒操作模式
+K進氣歧管壓力X 8進氣歧管壓力
+K活塞冷卻X 8活塞冷卻
X 8 后噴射量 +K后噴射正時X 8后噴射正時基本氮氧化物值由發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)映射提供。各個值(K)由各個轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)基準(zhǔn)映射提供。與標(biāo)稱值(S )的偏差由與至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的偏差及用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)值提供。在數(shù)學(xué)多項式中，所有排放影響輸入?yún)?shù)都是對數(shù)的并且所加總的對數(shù)氮氧化物質(zhì)量流的值經(jīng)由值曲線通過反對數(shù)經(jīng)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換成物理的氮氧化物質(zhì)量流的值[mg/s]。這在活塞冷卻校正步驟26之如完成?？稍诠浪隳Ｐ?0中使用多路開關(guān)。多路開關(guān)為可配置的二項乘法器，其在數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換之前有效地產(chǎn)生新的輸入值，該新的輸入值然后通過轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)映射加權(quán)并且隨后在數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換之前與所加總的對數(shù)氮氧化物質(zhì)量流的值相加。多路開關(guān)能夠用不同排放影響輸入?yún)?shù)之間的協(xié)變作用(joint-variation effect)來進行校準(zhǔn)。通過使用多路開關(guān)，估算模型20具有靈活性。通過使用多路開關(guān)，能夠進行校準(zhǔn)以及產(chǎn)生排放影響輸入?yún)?shù)的不同組合以便用作用于估算模型20的新的輸入值。例如，主噴射正時和進氣歧管氧氣質(zhì)量比率能夠組合和相乘以便產(chǎn)生新的輸入值。多路開關(guān)允許對真正的協(xié)變進行建模。由相加步驟25估算出的物理氮氧化物質(zhì)量流的值用于主動式活塞冷卻。如果活塞冷卻不是主動式的，則在活塞冷卻校正步驟26期間進行校正。估算出的氮氧化物質(zhì)量流的值取自活塞冷卻校正步驟26，從而在估算氮氧化物含量步驟29期間提供最終的估算的氮氧化物質(zhì)量流的值。所獲得的估算的氮氧化物質(zhì)量流的值是來自發(fā)動機的氮氧化物質(zhì)量流的值。圖3示意性地示出了具有根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算裝置的車輛30的圖示。車輛30包括柴油發(fā)動機32、控制單元33和稀薄氮氧化物捕集器31。柴油發(fā)動機32和控制單元33相互通信。柴油發(fā)動機32和車輛30裝備有傳感器(未示出)，以便能夠?qū)Πl(fā)動機轉(zhuǎn)速、燃料噴射量和排放影響輸入?yún)?shù)及其相對應(yīng)的信號值進行測量和記錄并在柴油發(fā)動機32與控制單元33之間通信。根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物排放估算裝置可以用于例如呈轎車、卡車或者客車形式的任何類型的適當(dāng)車輛中的任何類型的適當(dāng)柴油發(fā)動機。 本發(fā)明不限于以上描述的示例，而是可以在不脫離以下權(quán)利要求的范圍的情況下對本發(fā)明進行修改。本文中使用的術(shù)語僅用于描述特定的示例而非意在限制本發(fā)明。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否則，單數(shù)形式“一”、“一種”和“該”也意在包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)本文中使用時，術(shù)語“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”表示所描述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或它們構(gòu)成的組的存在或添加。
除非另行限定，否則本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。還應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中使用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為具有與其在相關(guān)技術(shù)及本說明書的上下文中的含義一致的含義，并且不應(yīng)當(dāng)在理想化的或者完全形式上的意義上來解釋，除非本文中明確這樣限定。以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的原理、優(yōu)選示例和操作模式。然而，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)視為說明性的而不是限制性的，并且本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)視為限于以上論述的特定示例。本發(fā)明的各種示例的不同特征能夠以除了那些清楚描述的組合之外的其他組合來進行組合。因此應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離由隨附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下可以對那些示例進行改變。附圖標(biāo)記10 :提供用于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的值步驟11 :提供基本氮氧化物值步驟12 限定和提供排放影響輸入?yún)?shù)步驟13 :計算偏差步驟14 :與所計算出的偏差相乘步驟15 :相加及加總步驟20 :從發(fā)動機排出的氮氧化物估算模型21 :延遲計算步驟22 :延遲步驟23 :計算和相乘步驟24:基本氮氧化物值步驟25 :相加步驟26 :活塞冷卻校正步驟29 :提供所估算的氮氧化物含量步驟30 :車輛31 :稀薄氮氧化物捕集器32 :柴油發(fā)動機33 :控制單元
權(quán)利要求
1.一種用于柴油發(fā)動機(32)的、用于估算在所述柴油發(fā)動機(32)的燃燒室中產(chǎn)生的氮氧化物的量的氮氧化物排放估算方法，其特征在于，所述方法包括 通過測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量來提供用于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的值(10); 根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射來提供基本氮氧化物值(11); 通過測量相對應(yīng)的信號值來限定和提供排放影響輸入?yún)?shù)(12); 計算至少一個排放影響輸入?yún)?shù)與用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)值之間的偏差(13)； 將計算出的偏差與來自用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的各個轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)映射的各個值相乘，從而產(chǎn)生用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正(14)； 將所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正與所述基本氮氧化物值相加及加總，并由此獲得估算的氮氧化物質(zhì)量流的值(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括 將用于所述柴油發(fā)動機(32)的所述估算的氮氧化物質(zhì)量流的值用作為用于使后處理系統(tǒng)(31)的控制策略優(yōu)化的輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括 延遲用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的信號值，使得所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)被分別延遲為與排氣λ傳感器的檢測在時間上同步，由此對所述燃燒室中的每個單獨燃燒的性能測量中的延遲進行補償。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，通過以下方式獲得所述估算的氮氧化物質(zhì)量流 將所述基本氮氧化物值與所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)校正加總并且產(chǎn)生數(shù)學(xué)多項式，其中，所述基本氮氧化物值和所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)是提供所述估算的氮氧化物質(zhì)量流的值的對數(shù)變量。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述方法適于使用燃燒影響性能，其中，排氣λ值、進氣歧管氧氣質(zhì)量比率、進氣歧管氣體溫度、燃料軌壓力、主噴射正時、燃燒操作模式、進氣歧管壓力、活塞冷卻以及后噴射量及后噴射正時為所述排放影響輸入?yún)?shù)。
6.一種用于柴油發(fā)動機(32)的、用于估算在所述柴油發(fā)動機(32)的燃燒室中產(chǎn)生的氮氧化物的量的氮氧化物排放估算裝置，其中，所述裝置包括 存儲器；以及 控制單元(33)， 其特征在于，所述存儲器編碼有指令，所述指令在被執(zhí)行時使所述控制單元(33)接收用于轉(zhuǎn)速、負(fù)荷以及用于至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的輸入值，其中，所述裝置能夠 根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射來提供基本氮氧化物值； 計算至少一個排放影響輸入?yún)?shù)與用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)值之間的偏差； 將計算出的偏差與來自用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的各個轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)映射的各個值相乘，由此產(chǎn)生用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正； 將所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正與所述基本氮氧化物值相加及加總，并由此獲得估算的氮氧化物的質(zhì)量流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置能夠 將用于所述柴油發(fā)動機(32)的所述估算的氮氧化物質(zhì)量流的值用作為用于使后處理系統(tǒng)(31)的控制策略優(yōu)化的輸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述裝置能夠 延遲用于所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的信號值，使得所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)被分別延遲為與排氣λ傳感器的檢測在時間上同步，由此對所述燃燒室中的每個單獨燃燒的性能測量中的延遲進行補償。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的任一項所述的裝置，其特征在于，通過以下方式獲得所述估算的氮氧化物質(zhì)量流 將所述基本氮氧化物值與所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)加總并且產(chǎn)生數(shù)學(xué)多項式，其中，所述基本氮氧化物值和所述至少一個排放影響輸入?yún)?shù)是提供所述估算的氮氧化物質(zhì)量流的值的對數(shù)變量。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置適于使用燃燒影響性能，其中，排氣λ值、進氣歧管氧氣質(zhì)量比率、進氣歧管氣體溫度、燃料軌壓力、主噴射正時、燃燒操作模式、進氣歧管壓力、活塞冷卻以及后噴射量及后噴射正時為所述排放影響輸入?yún)?shù)。
11.一種具有用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的方法的計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)。
12.包括有根據(jù)權(quán)利要求6至10中的任一項所述的裝置的車輛(30)。
全文摘要
用于柴油機的、用于估算在柴油機的燃燒室中產(chǎn)生的氮氧化物量的氮氧化物排放估算方法及裝置。該方法包括步驟通過測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量提供轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的值；根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)氮氧化物映射提供基本氮氧化物值；通過測量相對應(yīng)的信號值來限定和提供排放影響輸入?yún)?shù)；計算至少一個排放影響輸入?yún)?shù)與用于至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析基準(zhǔn)值之間的偏差；將計算的偏差與來自用于至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的各轉(zhuǎn)速-負(fù)荷解析加權(quán)映射的各值相乘，從而產(chǎn)生用于至少一個排放影響輸入?yún)?shù)的排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正；將至少一個排放影響輸入?yún)?shù)相關(guān)校正與基本氮氧化物值相加及加總，由此獲得估算氮氧化物質(zhì)量流值。
文檔編號F01N9/00GK103032140SQ20121037792
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者克里斯蒂安·瓦爾蒂亞, 克里斯特·約翰遜 申請人:沃爾沃汽車公司