用于估计发动机排出氮氧化物质量流率的方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体涉及一种用于估计在发动机排气中的氮氧化物（NOx)的质量流率的 方法，并涉及诊断排气处理系统的碳氧化物传感器的方法。
【背景技术】
[0002] 车辆包括用于处理来自发动机的排气流的排气处理系统。排气处理系统可包括一 个或多个催化装置，所述催化装置用催化剂来氧化氮氧化物，诸如柴油颗粒过滤器或选择 性催化还原单元。通常，氮氧化物传感器布置在催化装置的下游，以感测存在于催化装置下 游的排气流中的氮氧化物的水平。来自氮氧化物传感器（一个或多个）的反馈被用于控制 发动机和/或排气处理系统的操作。因而，重要的是确保氮氧化物传感器（一个或多个） 正确地操作，且提供排气中氮氧化物的准确测量。车载诊断用于确定氮氧化物传感器（一 个或多个）是否正确地操作。
[0003] 车载诊断系统可将由氮氧化物传感器感测或测量的排气中氮氧化物的水平与对 于发动机的特定当前操作条件期望存在于排气中的被估计氮氧化物值进行比较。如果感测 的氮氧化物水平大致等于被估计的氮氧化物值，则车载诊断系统可确定氮氧化物传感器正 确地操作。但是，如果感测的氮氧化物水平不大致等于被估计的氮氧化物值，则车载诊断系 统可确定氮氧化物传感器没有正确地操作，且可发出维修警告的信号。
【发明内容】
[0004] 提供了一种估计由发动机产生的排气中的氮氧化物（NOx)的质量流率的方法。该 方法包括感测来自发动机的排气流的质量流率。通过发动机控制单元定义针对当发动机正 以基准状态操作时的氮氧化物基础浓度。通过发动机控制单元计算针对内燃发动机当前操 作状态的氮氧化物比例。排气流的质量流率、氮氧化物基础浓度、和针对发动机当前操作状 态的氮氧化物比例相乘在一起，以限定来自发动机的排气流中的氮氧化物的当前质量流率 的被估计值。
[0005] 因而，排气的质量流率和氮氧化物基础浓度的积提供了在基准操作状态下发动机 产生多少氮氧化物的估计，所述基准操作状态诸如稳态测试条件。氮氧化物比例是调整该 积以考虑发动机的当前操作状态的乘数。因而，将质量流率和氮氧化物基础浓度的积乘以 氮氧化物比例提供了对来自当前操作状态下发动机的氮氧化物输出的量的估计。
[0006] 车载诊断控制器可将排气流中氮氧化物的当前质量流率的被估计值与排气流中 氮氧化物的质量流率的被感测值进行比较，所述被感测值由排气处理系统的氮氧化物传感 器感测，以确定氮氧化物传感器是否正确地操作。如果感测的氮氧化物水平大致等于被估 计的氮氧化物值，则车载诊断发动机控制单元可确定氮氧化物传感器正确地操作。但是，如 果感测的氮氧化物水平不大致等于被估计的氮氧化物值，则车载诊断发动机控制单元可确 定氮氧化物传感器没有正确地操作，且可发出维修警告的信号。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供一种估计由发动机产生的排气中的氮氧化物（NOx) 的质量流率的方法，该方法包括：
[0008] 感测来自发动机的排气流的质量流率；
[0009] 通过发动机控制单元定义针对当发动机正以基准状态操作时的氮氧化物基础浓 度；
[0010] 通过发动机控制单元计算针对发动机当前操作状态的氮氧化物比例；和
[0011] 将排气流的质量流率、氮氧化物基础浓度、和针对发动机当前操作状态的氮氧化 物比例相乘，以限定来自发动机的排气流中的氮氧化物的当前质量流率的被估计值。
[0012] 优选地，针对发动机的当前操作状态的氮氧化物比例（NOxratio)由以下等式计 算：
[0014] 其中，EGRpor是氮氧化物比例的排气再循环部分，AFRpor是氮氧化物比例的空气 /燃料比例部分，InjPpor是氮氧化物比例的燃料注射压力部分，和InjPpor是氮氧化物比 例的燃料注射正时部分；
[0015] 其中，排气再循环部分由以下等式计算：
[0016] EGRpor = [ (aEGR) (AFR) + (fEGR) ] [ (EGR) - (EGRbase)]；
[0017] 其中，AFR是当前操作状态下发动机的空气/燃料比例，EGR是当前操作状态下发 动机的排气再循环比例，aE(；R是用于排气再循环比例的EGR项系数，fE(；R是排气再循环比例 的功能正时值，以及EGRb_是当发动机正以基准状态操作时发动机排气再循环基础比例；
[0018] 其中，空气/燃料比例部分由以下等式计算：
[0020] 其中，AFR是当前操作状态下发动机的空气/燃料比例，fAFR是空气/燃料比例的 功能正时值，AFRb_是当发动机正以基准状态操作时发动机的空气/燃料比例基础值；
[0021] 其中，燃料注射压力部分由以下等式计算：
[0023] 其中，InjP是当前操作状态下发动机的燃料注射压力，aIn]P是用于空气/燃料比 例的In jP项系数，当发动机正以基准状态操作时发动机的燃料注射压力基础值； 且
[0024] 其中，燃料注射正时部分由以下等式计算：
[0026] 其中，InjT是当前操作状态下发动机的燃料注射正时，fIn]T是发动机的燃料注射 正时的功能值；1幻1；_是当发动机正以基准状态操作时发动机的燃料注射正时基础值。
[0027] 优选地，其中，定义发动机正以基准状态操作时的发动机氮氧化物基础浓度包括 参考一表，以基于在当前操作状态下的发动机的旋转速度和发动机的燃料注射速率来确定 氮氧化物基础浓度。
[0028] 优选地，方法进一步包括，感测当前操作状态下发动机的空气/燃料比例，感测当 前操作状态下发动机的排气再循环比例，感测当前操作状态下发动机的燃料注射正时，感 测当前操作状态下发动机的燃料注射压力，感测当前操作状态下发动机的旋转速度，和感 测当前操作状态下发动机的燃料注射速率。
[0029] 优选地，方法进一步包括参考一表，以基于在当前操作状态下发动机的旋转速度 和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率，来确定EGR项系数，所述EGR项系数用于计算 氮氧化物比例的排气再循环部分。
[0030] 优选地，方法进一步包括参考一表，以基于在当前操作状态下发动机的旋转速度 和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率，来确定排气再循环基础比例，所述排气再循 环基础比例用于计算氮氧化物比例的排气再循环部分。
[0031] 优选地，方法进一步包括，基于当前操作状态下发动机的旋转速度、当前操作状态 下发动机的燃料注射速率、和当前操作状态下发动机的燃料注射正时，来确定排气再循环 比例的功能正时值。
[0032] 优选地，其中，确定排气再循环比例的功能正时值包括从以下等式计算排气再循 环比例的功能正时值：
[0034] 其中，匕是用于从表基于在当前操作状态下发动机的旋转速度和在当前操作状态 下发动机的燃料注射速率确定的燃料注射正时的系数；
[0035] 其中，132是用于从表基于在当前操作状态下发动机的旋转速度和在当前操作状态 下发动机的燃料注射速率确定的发动机的燃料注射正时的调整值；
[0036] 其中，匕是从表基于在当前操作状态下发动机的旋转速度和在当前操作状态下发 动机的燃料注射速率确定的排气再循环比例的功能正时值的调整值；和
[0037] 其中，f ((h) (InjT)+b2)从表基于在当前操作状态下用于发动机的燃料注射正时 的系数h和发动机的燃料注射正时的积的表确定，通过加上用于发动机的燃料注射正时的 调整值b2而被调整。
[0038] 优选地，方法进一步包括参考一表，以基于在当前操作状态下发动机的旋转速度 和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率，来确定空气/燃料比例基础值，所述空气/燃 料比例基础值用于计算氮氧化物比例的空气/燃料比例部分。
[0039] 优选地，方法进一步包括基于当前操作状态下发动机的旋转速度、当前操作状态 下发动机的燃料注射速率、和当前操作状态下发动机的燃料注射正时，来确定空气/燃料 比例的功能正时值。
[0040] 优选地，其中，确定空气/燃料比例的功能正时值包括从以下等式计算空气/燃料 比例的功能正时值：
[0042] 其中，匕是用于发动机的燃料注射正时的系数，其从表基于在当前操作状态下发 动机的旋转速度和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率确定；
[0043] 其中，b2是用于发动机的燃料注射正时的调整值，其从基于在当前操作状态下发 动机的旋转速度和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率的表确定；
[0044] 其中，b3是空气/燃料比例的功能正时值的调整值，其从基于在当前操作状态下发 动机的旋转速度和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率的表确定；和
[0045] 其中，f ((b) (InjT)+b2)从表基于用于发动机的燃料注射正时的系数匕与在当前 操作状态下发动机的燃料注射正时的积确定，通过加上用于发动机的燃料注射正时的调整 值132而调整。
[0046] 优选地，方法进一步包括参考一表，以基于在当前操作状态下发动机的旋转速度 和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率，来确定InjP项系数，所述InjP项系数用于计 算氮氧化物比例的燃料注射压力部分。
[0047] 优选地，方法进一步包括参考一表，以基于在当前操作状态下发动机的旋转速度 和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率，来确定燃料注射压力基础值，所述燃料注射 压力基础值用于计算氮氧化物比例的燃料注射压力部分。
[0048] 优选地，方法进一步包括参考一表，以基于在当前操作状态下发动机的旋转速度 和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率，来确定燃料注射正时基础值，所述燃料注射 正时基础值用于计算氮氧化物比例的燃料注射正时部分。
[0049] 优选地，方法进一步包括基于当前操作状态下发动机的旋转速度、当前操作状态 下发动机的燃料注射速率、和当前操作状态下发动机的燃料注射正时，来确定燃料注射正 时的功能正时值。
[0050] 优选地，其中，确定燃料注射正时的功能正时值包括从以下等式计算燃料注射正 时的功能正时值：
[0052] 其中，匕是用于发动机的燃料注射正时的系数，其从表基于在当前操作状态下发 动机的旋转速度和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率确定；
[0053] 其中，b2是用于发动机的燃料注射正时的调整值，其从表基于在当前操作状态下 发动机的旋转速度和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率确定；
[0054] 其中，b3是燃料注射正时的功能正时值的调整值，从表基于在当前操作状态下发 动机的旋转速度和在当前操作状态下发动机的燃料注射速率确定；和
[0055] 其中，f ((b) (InjT)+b2)从表基于用于发动机的燃料注射正时的系数匕和在当前 操作状态下发动机的燃料注射正时的积确定，通过加上用于发动机的燃料注射正时的调整 值132而调整。
[0056] 优选地，方法进一步包括将排气流中氮氧化物的当前质量流率的被估计值与排气 流中氮氧化物的质量流率的被感测值进行比较，所述被感测值由排气处理系统的氮氧化物 传感器感测，以确定氮氧化物传感器是否正确地操作。
[0057] 根据