CN105683547A - 用于估算机动车辆内燃发动机的排气中的氮氧化物的流速的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于估算在用于机动车辆的内燃发动机的排气中的氮氧化物流速的系统，该系统配备有用于使排气部分地再循环的至少一个回路并且配备有用于再处理排气的至少一个系统，在用于再处理排气的系统上游估算氮氧化物流速，该系统包括用于确定新鲜气体的质量分数的一个系统、适用于由新鲜气体的质量分数确定在进气集流器中的已燃烧气体的分数的一个减法器、以及取决于该内燃发动机的旋转速度和在该进气集流器中的已燃烧气体的分数对氮氧化物流速的一个估算器(1)。

Description

用于估算机动车辆内燃发动机的排气中的氮氧化物的流速的系统和方法

技术领域

本发明的技术领域是对内燃发动机的控制、并且更确切地是在对以此方式控制的发动机的排气中的氮氧化物流速的确定。

背景技术

防止污染标准迫使制造商设计出装备有越来越复杂的用于处理排气的系统的具有越来越好的性能的发动机。目前对于欧6标准的柴油发动机均装备有氮氧化物(下文中的NOx)催化转化器或用于选择性催化还原(SCR)。为了这些后处理系统的正确运行，重要的是具有对其NOx负载的精确认知，以便将净化阶段优化成恰好必要。实际上，在氮氧化物催化转化器(也被称为NOx捕集器)的情况下，净化阶段引起燃料消耗增加和因此CO₂排放增加。在SCR的情况下，净化阶段引起对尿素的消耗。

在这些条件下，制造商在用于处理排气的这些系统的上游使用了氮氧化物NOx传感器以用于测量其流速。现在，为了不需要支持这种传感器的额外成本，一些制造商对气缸中的压力测量值的这个信息进行重构。文件FR2922262、FR2936015和FR2945320是这种现有技术的展示。

然而，使用气缸压力测量值来估算氮氧化物流速NOx的这种解决方案提供了高性能但是需要发动机的特定仪器具有至少一个气缸压力传感器和提供优于平均性能的计算机。

用于执行这种技术所需要的传感器和计算机在经受一些测量的不确定性的同时还产生了显著的额外成本。

这种额外成本与对于入门级车辆和中档车辆的成本降低是不相容的。

因此，尤其如果发动机装备有用于使排气部分再循环的回路，则对于估算在用于处理排气的系统上游的内燃发动机排气中的氮氧化物流速存在需求。

发明内容

本发明的一个目的是一种用于估算在用于机动车辆的内燃发动机的排气中的氮氧化物流速的系统，该系统包括用于使排气部分地再循环的至少一个回路和用于处理排气的至少一个系统，在用于处理排气的系统上游估算氮氧化物流速。该系统包括用于确定冷却气体的质量分数的一个系统、用于由冷却气体的质量分数确定在进气歧管中的已燃烧气体的分数的一个减法器、以及根据该内燃发动机的旋转速度和在该进气歧管中的已燃烧气体的分数对氮氧化物流速的一个估算器。

该氧气流速估算器可以包括氮氧化物流速的一个图谱、以形式函数为基础的修正装置以及一个乘法器，该图谱被连接成接收该内燃发动机的旋转速度和燃料流速作为输入，该以形式函数为基础的修正装置用于根据在该进气歧管中的已燃烧气体的分数来施加修正，该乘法器被连接成接收该图谱和该修正装置的输出作为输入并且被适配成发射该内燃发动机的氮氧化物流速的估算作为输出。

该氮氧化物流速估算器可以包括根据浓度、燃料流速、在该进气歧管中的已燃烧气体的分数和主要喷射相位使用代数关系的估算装置。

本发明的另一个目的是一种用于估算在用于机动车辆的内燃发动机的排气中的氮氧化物流速的方法，该方法包括用于使排气部分地再循环的至少一个回路和用于处理排气的至少一个系统，在用于处理排气的系统上游估算氮氧化物流速。该方法包括以下步骤：

估算冷却气体的质量分数的值，

根据冷却气体的质量分数来确定在该进气歧管中的已燃烧气体的分数的值，并且

根据在该进气歧管中的已燃烧气体的分数和燃料流速来确定氮氧化物流速的值。

氮氧化物流速可以根据一个图谱根据发动机旋转速度和燃料流速来确定，在这之后，氮氧化物流速的值可以根据一个形式函数取决于在该进气歧管中的已燃烧气体的分数来修正。

氮氧化物流速可以根据代数关系以及燃料流速、浓度、主要喷射相位和已燃烧气体的分数来确定。

由在恒定发动机旋转速度、在恒定转矩和具有排气的部分再循环地对氮氧化物流速的测量值，氮氧化物流速可以针对多个运行点来确定，这些运行点对应于预先没有排气的部分再循环地确定了氮氧化物的流速所针对的运行点，

在没有排气的部分再循环的氮氧化物流速与具有排气的部分再循环的氮氧化物流速之间的比率可以被存储用于在该进气歧管中的已燃烧气体的分数的一组值，并且

该形式函数可以作为所有这些点的平均函数来确定。

附图说明

通过阅读以下通过非限制性举例的方式给出的并且参照附图作出的说明，本发明的其他目的、特征和优点将变得明显，在附图中：

-图1示出了根据本发明的氮氧化物流速估算器的第一实施例的主要元件，

-图2示出了配备有双排气再循环回路的内燃发动机的主要元件，

-图3示出了用于确定在进气歧管中的冷却气体的质量分数的系统的主要元件，并且

-图4示出了根据本发明的氮氧化物流速估算器的第二实施例的主要元件。

具体实施方式

氮氧化物流速NOx估算器1必须能够为测量值提供+/-20％的建议精确度以用于估算后处理系统的NOx增压。这样一种氮氧化物流速NOx估算器可以被设计成使得仅需要发动机旋转速度(以rpm为单位)、所喷射的总燃料流速(以mg/脉冲为单位)和在进气歧管中的已燃烧气体的分数(以％为单位)。

氮氧化物流速NOx估算器1包括氮氧化物流速NOx的图谱2，该图谱被连接成接收内燃发动机的旋转速度N和燃料流速Qe作为输入。估算器1还包括以形式函数为基础的修正装置3，该以形式函数为基础的修正装置用于根据在进气歧管中的已燃烧气体的分数Xgb来施加修正。

可替代地(这种情况未示出)，该估算器可以被设计成仅需要发动机旋转速度(以rpm为单位)、被喷射的总燃料流速(以mg/脉冲为单位)、装备有发动机的机动车辆的变速箱比(无量纲，例如对于六速变速箱从1至6)、和在进气歧管中的已燃烧气体的分数(以％为单位)。于是该估算器可以包括氮氧化物流速NOx的图谱2，该图谱被连接成接收发动机旋转速度N、燃料流速Qe和由车辆驾驶者接合的变速箱比BV作为输入。

乘法器4被连接至图谱2和修正装置3的输出端并且输出对内燃发动机的氮氧化物流速NOx的估算。

图谱2是发动机旋转速度N(以rpm为单位)和燃料流速Qe(以mg/脉冲为单位)的函数并且可以由在恒定发动机旋转速度、在恒定转矩和无EGR的道路测试来确定。

实际上，在分析了针对给定发动机和给定控制校准对于稳定运行状态和瞬间运行状态的许多测试之后，诸位发明人已经意识到可以认为针对给定发动机速度和给定燃料流速产生的氮氧化物NOx几乎是恒定的。

在第一步骤过程中，借助于氮氧化物流速NOx的图谱2根据发动机旋转速度和燃料流速来确定氮氧化物流速值NOx。此外，可以根据在车辆上接合的变速箱比BV来确定氮氧化物流速NOx的值。

在第二步骤过程中，在EGR被激活时根据形式函数取决于在进气歧管中的已燃烧气体的分数来修正从图谱获得氮氧化物流速值NOx。

在图谱上激活排气再循环(EGR)的点处，必须减少氮氧化物流速值NOx。为此使用了作为在进气歧管中的已燃烧气体的分数Xgb的函数的形式函数。注意到的是，在进气歧管中的已燃烧气体的分数与EGR水平密切相关。

可以用以下方式来确定这样一种形式函数。由在恒定发动机旋转速度、恒定转矩和具有EGR时的氮氧化物流速NOx的测量值，再次针对多个点来确定氮氧化物流速NOx，这些点对应于预先在恒定发动机旋转速度、恒定转矩但是没有EGR时确定氮氧化物流速NOx所在的那些点。作为在进气歧管中的已燃烧气体的分数的函数的、在没有EGR的氮氧化物流速NOx与具有EGR的氮氧化物流速NOx之间的比率是以点云的形式存储的。形式函数是这个点云的平均曲线。注意到的是，可以由EGR水平和浓度简单地重构已燃烧气体的分数。

对于氮氧化物流速NOx的这种估算的主要难点是精确地得知在进气歧管中已燃烧气体的分数Xgb。

然而，在进气歧管中的已燃烧气体的分数Xgb与在进气歧管中的气体的成分Fcol(与冷却气体的百分比)之间存在以下简单关系：

Xgb＝1-Fcol(Eq.1)

于是可以通过任何直接或间接的装置来确定在进气歧管中的气体的成分Fcol的估算。

然而参见专利申请FR2973441对于在进气歧管中的气体的成分Fcol的这样一种估算的实例。

还可以使用在下文中参照图2和图3描述的用于确定在进气歧管中的冷却气体的质量分数的系统。

在图2中，可以看见动力传动系，可以针对该动力传动系来估算在进气歧管中的气体中的冷却空气的分数Fcol。因此可以看见具有通过管8互连的进气歧管6和排气歧管7的内燃发动机5，该管装配有高压阀门9并且用于使排气在高压下的部分再循环。

排气歧管7还连接至涡轮增压器10的涡轮机10a。涡轮机10a此外经由颗粒过滤器12连接至排气管11。可替代地，氮氧化物捕集器(NOx捕集器)类型的催化转化器或SCR(选择性催化还原)器件也可以连接至颗粒过滤器的入口或出口。

排气管11被连接至装配有低压阀门14并且使排气在低压下部分再循环的管13。用于使排气在低压下部分再循环的管13在其另一个末端处经由冷却空气进气管15连接至涡轮增压器的压缩机10b。

冷却气体的质量分数F在各个进气管线和排气管线的体积中根据在燃烧室中的浓度、HPEGR阀门9的开度和LPEGR阀门14的开度而可变。于是限定了在各个高压和低压体积中的冷却气体的质量分数。在观测器中使用的状态变量是以下各项：

F_avt：在排气歧管7中的冷却气体的质量分数

F_avc：在压缩机10b上游的冷却气体的质量分数

F_col：在进气歧管6中的冷却气体的质量分数

通过使用浓度探针的测量或者通过具体地根据发动机的各运行参数的估算，仅可以直接确定在排气歧管7中的冷却气体的质量分数。

可以使用以下方程以近似的方式来估算这三个质量分数的演化。

以及

其中：

R等于理想气体常数(J/K.kg)

T等于温度(K)

P等于压力(Pa)

V等于体积(m³)

Q等于流速(kg/s)

F等于冷却气体的质量分数

avt等于排气歧管

avc等于压缩机上游

col等于进气歧管

Q_空气等于穿过空气过滤器的空气流速(kg/s)

Q_LEGR等于LPEGR流速(kg/s)

Q_HEGR等于HPEGR流速(kg/s)

Q_avc等于压缩机上游的流速

Q_f等于燃料流速(kg/s)

PCO等于用于燃烧的理论空气需求

t_d等于在压缩机上游侧与进气歧管之间的时间延迟。

以上三个方程是通过相对于质量分数F_avt、F_col、F_avc产生质量守恒平衡来获得的。质量平衡涉及将进来的质量流速减去出去的质量流速。无视进来和出去的流速，如果在系统的入口和出口之间的质量保持恒定，则存在质量守恒。

注意到的是，在这种情况下，进来和出去的流速不代表总流速但是只有气体流速对应于所考虑的质量分数F。因此，所考虑的是来自压缩机10b上游侧、来自进气歧管6和来自排气歧管7的气体。

用于关于进气歧管6的质量分数F_col的方程涉及来自压缩机10b的质量流速，该质量流速对应于在冷却空气管中的流速Q_空气与在低压EGR管13中的流速Q_LEGR之和。这个流速必须遵循相对长的路径，这导致必须确定延迟t_d。

可以通过确定在给定流速下填充在压缩机10b上游侧与进气歧管6之间的体积所必需的传输时间来确定这个时间延迟t_d的近似值。

可以根据以下方程来限定这个体积的质量m：

$m=\frac{P\·V}{R\·T}---\left(Eq.4\right)$

等于时间延迟t_d的在这个体积中的传输时间是根据以下方程来限定的：

$t_d=\frac{m}{Qm}=\frac{P\·V}{R\·T\·Qm}---\left(Eq.5\right)$

其中：

Qm等于质量流速

然而，将这个延迟引入到车载计算中是极其复杂的。实际上，时间延迟t_d不是常量，其将高度的非线性引入到计算中。在无限维度中的非线性计算是非常大量的并且因此花费很长时间来求解。

为了避免这样一种情况，将尝试简化用于获得时间延迟的表达式。

通过将离散化应用于无限维度系统来对表达式中用于F_col的延迟F_avc建模。为此，新的方程F_i被引入到方程组(Eq.2)中。用于F_i的动态方程产生了对空间的可能的离散建模，该空间被包括在压缩机10b与进气歧管6之间的管中。换言之，在压缩机10b与进气歧管6之间的空间被划分为连续的体积V_i，在这些体积中的每个体积中确定质量分数F_i。因此下标i从1变至N，N是离散化的总数量。

于是在表达式中用于关于进气歧管6的质量分数F_col的时间延迟t_d由以下近似表达式替换：

F_avc·(t-t_d)＝F_N(Eq.6)

这个方程相当于使得压缩机上游的冷却气体的摩尔分数的值等于最后的值i＝N所离散的质量分数F_i。

因此于是在所有这些控制体积V_i中采用以下假设：质量分数F_i是不同的，但是压力P_i和温度T_i是相同的并且分别等于在进气歧管中的压力P_col和温度T_col。

还采用以下假设：在压缩机10b上游侧上的流速Q_avc依然等于在冷却空气进气管中的流速Q_空气与在低压EGR管13中的流速Q_legr的和。

这涉及将质量分数方程(Eq.2)重写为以下形式：

其中：

F_i等于离散质量分数

V_i＝V_增压/N

V_增压：在压缩机上游侧与进气歧管之间的体积

方程组(Eq.7)虽然如此依然非线性并且因此难以整合到车载计算机中。为了规避这个困难，采用具有可变参数(LPV)方法的线性系统。这种方法可以通过解线性方程组来获得对非线性方程的近似解。

为此，方程组(Eq.7)被重写为以下形式

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{F}}_{avt}={\mathrm{\ρ}}_1\·F_{col}-Q_f\·PCO-({\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2)\·F_{avt}\\ {\stackrel{\·}{F}}_{avc}={\mathrm{\ρ}}_4\·(1-F_{avc})+{\mathrm{\ρ}}_3\·(F_{avt}-F_{avc})\\ {\stackrel{\·}{F}}_i={\mathrm{\ρ}}_5\·(F_{i-1}-F_i)\\ {\stackrel{\·}{F}}_{col}={\mathrm{\ρ}}_5\·F_N+{\mathrm{\ρ}}_6\·F_{avt}-({\mathrm{\ρ}}_5+{\mathrm{\ρ}}_6)\·F_{col}\end{array}---\left(Eq.8\right)$

其中：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_1=\frac{R\·T_{avt}}{p_{avt}\·V_{avt}}(Q_{avc}+Q_{HEGR})\\ {\mathrm{\ρ}}_2=\frac{R\·T_{avt}}{p_{avt}\·V_{avt}}{Q}_f\\ {\mathrm{\ρ}}_3=\frac{R\·T_{avc}}{p_{avc}\·V_{avc}}{Q}_{LEGR}\\ {\mathrm{\ρ}}_4=\frac{R\·T_{avc}}{p_{avc}\·V_{avc}}{Q}_{air}\\ {\mathrm{\ρ}}_5=\frac{R\·T_{col}}{p_{col}\·V_{col}}{Q}_{avc}\\ {\mathrm{\ρ}}_6=\frac{R\·T_{col}}{p_{col}\·V_{col}}{Q}_{HEGR}\end{array}---\left(Eq.9\right)$

值ρ₁至ρ₆也是线性模型的可变参数。

考虑对将系统描述为方程Eq.8和方程Eq.9的方程的重写，可以采取以下形式的方程对该系统建模：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{X}=A\left(\mathrm{\ρ}\right)\·X+W\left(\mathrm{\ρ}\right)\\ Y=C\·X\end{array}---\left(Eq.10\right)$

其中：

ρ等于线性模型的可变参数，

X等于状态变量向量，

等于状态变量时间导数向量，

C等于输出矩阵，

A(ρ)等于该系统的第一状态矩阵，并且

W(ρ)等于该系统的第二状态矩阵。

这些状态变量被包含在以下向量X中：

X＝[F_avtF_avcF₁F2…F_N-1F_NF_col]^T(Eq.11)

这些状态变量对应于在压缩机10b上游侧与进气歧管6之间限定的每个控制体积中的质量分数。

在方程Eq.7和Eq.8中限定的状态变量Fi在此采取范围从i＝1至i＝N的离散值。

输出矩阵“C”被限定为以下形式：

C＝[10…0](Eq.12)

这个矩阵C可以由可变质量分数F_i重构质量分数F_avt，该质量分数是离散化的主题，这些可变质量分数将被记起也是被包含在向量X中的状态变量。因此方程Y＝CX可以使系统收敛，F_avt是仅有的其值是可得到的系统值。

在F_avt与状态向量X之间存在直接关系。实际上，这些状态变量的向量X的第一标量不是别的而正是质量分数F_avt。

因此可以将方程Eq.10重新形成为采取以下形式的观测器的形式：

$\stackrel{\·}{\hat{X}}=A\left(\mathrm{\ρ}\right)\·\hat{X}+W\left(\mathrm{\ρ}\right)+L(Y-\hat{Y})---\left(Eq.13\right)$

其中

L等于增益矩阵

等于对于向量X的观测器的值的时间导数

等于对于向量X的观测器的值

等于对于控制值的观测器的值

为了保证观测器具有良好水平的鲁棒性，将增益矩阵“L”选择为使得在由参数ρ₁至ρ₆的极值(最小值和最大值)限定的多面体上遵循以下条件。

$\begin{array}{c}{A_i}^T\&CenterDot;P+P\&CenterDot;A_i+C^T\&CenterDot;Y+Y^T\&CenterDot;C+I<0\\ X>W^{1/2}\&CenterDot;Y\&CenterDot;P^{-1}\&CenterDot;Y^T\&CenterDot;W^{1/2}\\ \underset{P,X,Y}{\min }\{Tr\left(VP\right)+Tr\left(X\right)\}\\ P>0\\ L=Y\&CenterDot;P^{-1}\end{array}---\left(Eq.14\right)$

这相当于以下表示：

$\begin{array}{c}{A_i}^T\&CenterDot;P+P\&CenterDot;A_i+C^T\&CenterDot;Y+Y^T\&CenterDot;C+I<0\\ \left[\begin{array}{cc}X& W^{1/2}\&CenterDot;Y\\ Y^T\&CenterDot;W^{1/2}& P\end{array}\right]>\&CenterDot;0\\ \underset{P,X,Y}{\min }\{Tr\left(VP\right)+Tr\left(X\right)\}\\ P>0\\ L=Y\&CenterDot;P^{-1}\end{array}---\left(Eq.15\right)$

用这种观测器可以获得对冷却气体的质量分数的稳定估算。

图3示出了用于基于上述方程来确定冷却气体的质量分数的系统。

减法器16接收对在排气歧管7中的冷却气体质量分数F_avt的测量值或估算值以及通过应用方程Eq.10而得到的对于相同质量分数F_avt的观测器的值作为输入。

用于确定观测器的增益的装置17接收在质量分数F_avt的测量值与观测器的值之间的差值作为输入。这些装置通过应用方程Eq.15来确定增益矩阵L并且然后确定方程Eq.16的项

第一计算装置19根据方程Eq.8和Eq.10来确定第一状态矩阵A(ρ)，并且第二计算装置20也根据方程Eq.8和Eq.10来确定第二状态矩阵W(ρ)。

为此，第一计算装置19和第二计算装置20接收在进气歧管中的压力的测量值P_col、在进气歧管中的温度的测量值T_col、进气空气流速的测量值Q_空气、HPEGR流速的测量值Q_HEGR、在排气歧管中的浓度的测量值F_avt、LPEGR流速的估算值Q_LEGR、在压缩机上游侧上的压力的估算值P_avc、在压缩机上游侧上的温度的估算值T_avc、和由发动机管理系统施加的燃料流速设定点Q_f作为输入。

可以例如通过布置在空气过滤器的水平处的流速计来测量进气空气流速Q_空气。

可以根据HPEGR阀门两端的压力差来测量HPEGR流速Q_HEGR。

根据这些值，第一计算装置19和第二计算装置20通过应用方程Eq.9来确定值ρ₁和ρ₆。

第一计算装置19和第二计算装置20然后分别通过应用方程Eq.8和Eq.10来确定矩阵W(ρ)和A(ρ)。

加法器18接收来自确定装置17的项来自第一计算装置19的第一状态矩阵A(ρ)和来自第二计算装置20的第二状态矩阵W(ρ)。

集成装置21从加法器18接收来自方程Eq.13的观测变量的时间导数的向量

第三计算装置22从集成装置21接收观测变量的向量并且发送通过应用方程Eq.11和方程Eq.13得到的在进气歧管水平处的质量分数F_col的值作为输出。

观测变量的向量还被发送至第二计算装置20并且被发送至第四计算装置23。第四计算装置23通过应用方程Eq.10将质量分数F_avt的观测器的值发送至减法器16。

因此可以由在质量分数F_avt＝Y的估算值与测量值之间的差值来估算由观测变量向量X推算的质量分数F_col。

对于离散化的数量“N”的选择取决于以下各项：

-可用计算时间，因为对于“N”的每次增加都引入新的状态方程，

-在瞬时工作条件下用于估算质量分数F_col所需要的精确度，

-尤其在对于(脉冲类型的)突然输入变量具有振荡的风险的非常苛刻的瞬时工作条件下估算的鲁棒性。

对于所描述的应用，值“N＝3”似乎是对具有施加约束的所需服务的良好折衷。

因此可以正确地估算在装备有低压EGR的发动机的进气歧管中的冷却(或已燃烧)气体的质量分数。尤其可以将进气管线中的运输现象的延迟考虑在内。这种在观测器中将延迟考虑在内可以保证良好的预测。此外，采用LPV方法和限定在由此限定的多面体上的稳定性保证了观测器的鲁棒性。与已知的解决方案相比，即使在临界滚动情况下，这也可以获得估算值。

在第二步骤过程中，在应用形式函数来修正氮氧化物流速NOx之前，因此确定了冷却气体的质量分数F_col以便之后确定在进气歧管中的已燃烧气体的分数Xgb的值。

这意味着用于确定冷却气体的质量分数的系统被连接至减法器的输入端，该减法器被适配成通过应用方程Eq.1由冷却空气的质量分数F_col来确定在进气歧管中的已燃烧气体的分数Xgb。该减法器的输出端于是被连接至修正装置3的输入端。注意到的是，在图1中没有示出减法器和用于确定冷却气体的质量分数的系统。

提前校准了用于确定冷却气体的质量分数的系统以便获得一致的值，通过在研究中提供发动机的空气通道的几何大小来影响校准。

因此，氮氧化物流速NOx是由排气浓度测量、发动机管理强度(比如燃料流速和点火提前)和对在进气歧管中的气体的成分的估算来估算的。

根据在图4中示出的另一个实施例，氮氧化物流速NOx的估算器1包括使用代数关系代替图谱2的估算装置24以及使用形式函数的修正装置3。估算装置24可以考虑更多现象以便提升预测水平。代数关系具有以下形式：

NOx＝min[F₁，F₂]·Qe(Eq.16)

F₁＝(a·R+b)

F₂＝(α+β·Qe+χ·Qe²+δ·Qe³)·(μ·exp(v·Xgb))·(ω+θ·ADV)

其中：

a，b，α，β，χ，δ，μ，ν，θ，ω等于估算器参数

Qe等于燃料流速

R等于浓度

Xgb等于进气歧管中的已燃烧气体的分数

ADV等于主要喷射相位

传至以代数关系为基础的估算装置24的输入是浓度R、燃料流速Qe(以mg/脉冲为单位)、在进气歧管中的已燃烧气体的分数Xgb和主要喷射相位ADV。

关于第一实施例，已燃烧气体的分数Xgb是由方程Eq.1基于来自用于确定冷却气体的质量分数的系统的值F_col来确定的。

代数关系(Eq.16)示出的是，氮氧化物水平对应于在由两个函数F₁和F₂采取的值之间的最小值。第一函数F₁排他地取决于燃料流速Qe和浓度R。第二函数F₂取决于燃料流速Qe、主要喷射的相位ADV和已燃烧气体的分数Xgb。

在估算装置24的校准过程中，这种代数关系的参数是通过将测量的氮氧化物流速NOx与针对浓度R、燃料流速Qe、在进气歧管中的已燃烧气体的分数Xgb和主要喷射相位ADV的共同值来建模的氮氧化物流速NOx进行对比。通过举例的方式，由这个表达式的系数采取的值总体如下：

a＝-0.0865，b＝0.1023

α＝-0.020，β＝0.000496，χ＝-1.016e-6，δ＝0.7983e-7

μ＝3.7121，v＝-0.1121

ω＝1.966，θ＝0.0301

估算器的这两个实施例的结果具有基本上相同的水平。

Claims (9)

1.一种用于估算在用于机动车辆的内燃发动机的排气中的氮氧化物流速的系统，该系统包括用于使排气部分地再循环的至少一个回路和用于处理排气的至少一个系统，在用于处理排气的系统上游估算氮氧化物流速，其特征在于，该系统包括

用于确定冷却气体的质量分数的一个系统，

用于由冷却气体的质量分数确定在进气歧管中的已燃烧气体的分数的一个减法器，以及

根据该内燃发动机的旋转速度和在该进气歧管中的已燃烧气体的分数对氮氧化物流速的一个估算器(1)。

2.如权利要求1所述的系统，其中，该氧气流速估算器(1)包括氮氧化物流速的一个图谱(2)、以形式函数为基础的修正装置(3)以及一个乘法器(4)，该图谱被连接成接收该内燃发动机的旋转速度和燃料流速作为输入，该以形式函数为基础的修正装置用于根据在该进气歧管中的已燃烧气体的分数来施加修正，该乘法器被连接成接收该图谱(2)和该修正装置(3)的输出作为输入并且被适配成发射该内燃发动机的氮氧化物流速的估算作为输出。

3.如权利要求2所述的系统，其中，该氮氧化物流速的图谱(2)被进一步被连接成接收在该车辆上接合的变速箱比(BV)作为输入。

4.如权利要求1所述的系统，其中，该氮氧化物流速估算器(1)包括根据浓度、燃料流速、在该进气歧管中的已燃烧气体的分数和主要喷射相位使用代数关系的估算装置(24)。

5.一种用于估算在用于机动车辆的内燃发动机的排气中的氮氧化物流速的方法，该方法包括用于使排气部分地再循环的至少一个回路和用于处理排气的至少一个系统，在用于处理排气的系统上游估算氮氧化物流速，其特征在于，该方法包括以下步骤：

估算冷却气体的质量分数的值，

根据冷却气体的质量分数来确定在该进气歧管中的已燃烧气体的分数的值，并且

根据在该进气歧管中的已燃烧气体的分数和燃料流速来确定氮氧化物流速的值。

6.如权利要求5所述的方法，其中，氮氧化物流速是根据一个图谱根据发动机旋转速度和燃料流速来确定的，在这之后，氮氧化物流速的值是根据一个形式函数取决于在该进气歧管中的已燃烧气体的分数来修正的。

7.如权利要求6所述的方法，其中，该图谱也是在该车辆上接合的变速箱比的函数。

8.如权利要求5所述的方法，其中，氮氧化物流速是根据代数关系以及燃料流速、浓度、主要喷射相位和已燃烧气体的分数来确定的。

9.如权利要求5至8中任一项所述的方法，其中，由在恒定发动机旋转速度、恒定转矩和具有排气的部分再循环时对氮氧化物流速的测量值，氮氧化物流速是针对多个运行点来确定的，这些运行点对应于预先没有排气的部分再循环时确定氮氧化物的流速所针对的运行点，

在没有排气的部分再循环的氮氧化物流速与具有排气的部分再循环的氮氧化物流速之间的比率被存储用于在该进气歧管中的已燃烧气体的分数的一组值，并且

该形式函数是作为所有这些点的平均函数来确定的。