技术领域
[0001]本
发明涉及车辆排放控制系统，并特别涉及减少氮
氧化物 的排放的排放控制系统。
背景技术
[0002]
发动机操作包括产生废气的燃烧。在燃烧当中，空气和燃 料(空气/
燃料)混合在
气缸中燃烧驱动
活塞。活塞旋转驱动
曲轴，最终 转动一个或更多的
凸轮轴。废气在燃烧中产生，并从气缸中释放进入废 气系统。释放的废气数量通过废气
阀门的开启和/或关闭开度来调节，所 述阀门通过耦合到
凸轮轴的凸轮凸起被机械性地致动。废气可能包含剩 余的气体，例如氮氧化物(NOX)和一氧化
碳(CO)。
[0003]
排气冲程中在气缸中保留的废气，也被理解为废气滞留， 在接下来的燃烧冲程中燃烧增加NOX
水平，而且可能降低发动机出口排 放水平。特别地，在气缸
燃烧室中保持的废气稀释空气/燃料混合物并降 低燃烧率。在一个长周期时间里，降低燃烧率导致燃烧室的
温度增高， 而且燃烧大量的氮氧化物降低排放物。
[0004]废气保留可通过调节废气凸轮轴的转动
位置以改变废气 阀门的时间来实现。阀门时间确定在排气冲程气缸中的废气保留数量。 NOX水平保持不同的速度而且负载是预先确定的并且编码在静态的参 考表中。尽管设计差别和组件磨损能影响发动机操作，废气滞留被通常 限于静态参考表。
发明内容
[0005]因此，本发明提供控制系统，来调节带凸轮轴的发动机出 口的排放水平，所述凸轮轴联合废气阀和与凸轮轴交界的凸轮
相位器。 控制系统包括NOX
传感器，它响应废气中的NOX产生一个NOX
信号， 以及与凸轮相位器通信的控
制模块。
控制模块接收NOX信号，而且基于 NOX信号计算废气中NOX水平。控制模块比较NOX水平与预定的
阈值 范围，而且当NOX水平超过预定的阈值范围时调节凸轮相位器获得一个 转动位置来从发动机里释放期望的氮氧化物。基于凸轮相位器的转动位 置，当NOX水平在预定阈值范围之内的时候，控制模块存储一个转动位 置值在存储装置中。在转动凸轮轴的时候，当凸轮轴开启废气阀时，凸 轮相位器的转动位置控制致动时间。
[0006]在一个特征里，废气阀位置确定排出发动机的废气数量。
[0007]在另一个特征里，预定的阈值范围由上部的NOX水平值 和下部的NOX水平值确定。
[0008]还是在另一个特征里，存储设备包括两维参考表，它被预 定速度范围(RPM)和预定空气流量范围(MAF)索引。
[0009]仍然在另一个特征里，根据包括在参考表里的相应的速度 值和相应的负载值，基于转动位置，控制模块存储转动位置值。
[0010]仍然在另一个特征里，当发动机在参考表里相应的速度和 相应的负载下操作的时候，控制模块基于包含在参考表里的转动位置值 调节凸轮相位器的转动位置。
附图说明
[0011]从详细的描述和附图中，本发明将变得更加充分的被了 解，其中：
[0012]图1是发动机控制系统功能块表，所述发动机控制系统依 据本发明使用NOX传感器提供排放控制系统。
[0013]图2是流程表，描述了依据本发明由排放控制系统逐步执 行的步骤。
具体实施方式
[0014]优选
实施例的下面的描述本质上仅仅是示例性的而且决 不打算限制本发明和它的应用和使用。为了清晰的目的，同样附图标记 将会在图中使用来标记类似的元件。如在这里所使用的，术语模块表示 执行一个或者更多的
软件或者
硬件程序的特定用途集成
电路(ASIC)，
电子电路，处理器(共享、专用、群)和
存储器，组合
逻辑电路和/或其 它提供描述功能的合适的组成。
[0015]现在参考图1，发动机系统10是示意性描述的。发动机系 统10包括燃烧空气和燃料(空气/燃料)混合物来提供驱动
扭矩的发动 机12。空气通过节气门16进入进气
歧管14。节气门16进入
进气歧管 14的空气量。进气歧管14里的空气通过进气阀(没有显示)被输送到 气缸18。尽管三气缸18被图解，然而应当理解，本发明的排放控制系 统可以应用在具有多个气缸18的发动机中，包括但是不限于2、3、4、 5、6、8、10和12个气缸
[0016]燃料
喷嘴(没有显示)喷射燃料，所述燃料在通过进气口 (没有显示)进入气缸18时与空气混合。燃料喷嘴可以是联合电子的 或者机械燃料喷射系统(没有显示)或者另外的用于将燃料与吸入空气 混合的系统的喷嘴。燃料喷嘴被控制用来在每个气缸18中输送期望的 空气/燃料比率。典型地，每14.7个单位的空气输送进气缸则一个单位 的燃料被输送。
[0017]进气阀20选择性地开启或者关闭，使空气/燃料混合物进 入气缸18进气阀位置由
进气凸轮轴22调节。活塞(没有显示)在气缸 18中压缩空气/燃料混合物。
火花塞(没有显示)点燃空气/燃料混合物 而且驱动气缸中的活塞。活塞驱动曲轴24产生驱动扭矩。曲轴24使用 定时链条(没有显示)旋转驱动凸轮轴以调节进气和排气阀20、26的 时间。尽管显示了单独进气凸轮轴和单独的
排气凸轮轴20、28，但是单 独的凸轮轴或者双进气凸轮轴和双排气凸轮轴可能被使用是可以预料 的。
[0018]废气作为燃烧过程的产物在气缸18中产生。当排气阀26 开启的时候，废气被迫由排气口(没有显示)进入排气管29。在排出大 气之前废气可以由排放处理系统(没有显示)处理。尽管描述了单独的 进气和排气阀门20、26，发动机12每个气缸18包括多个进气和排气阀 20、26是能被理解的。
[0019]每个进气和排气凸轮相位器30、32分别调节每个进气和 排气凸轮轴22、28的转动位置。更特别地，进气和排气凸轮轴22、28 的转动位置可以根据彼此或者根据气缸18中活塞
定位或者曲轴24的转 动位置，被延迟或者提前。在这种方式下，正时和/或进气和排气阀门 20、26的提升可根据彼此或者根据气缸18中活塞定位或者曲轴24的转 动位置被改变。通过改变排气阀26的提升位置，气缸18中保持的排放 量可以被调节。
[0020]发动机系统10进一步包括NOX传感器34和控制模块36 NOX传感器34响应废气并输出指示排出发动机氮氧化物的水平的氮氧 化物信号(NOxSIGNAL)。NOX传感器34通过化学的、光学的或者使用 其他方法判断排出气体。
[0021] 控制模块36接收NOxSIGNAL和基于预定的阈值范围调节 排出发动机的排放水平。阈值范围可以由上部NOX水平值和下部NOX 水平值确定。在调节排气凸轮相位器32之前，控制模块36基于NOxSIGNAL 确定排放出发动机12的NOX水平，并且将比较排出发动机12的NOX 水平和预定的阈值范围(NOxTHR)作比较。NOxTHR由上部氮氧化物水平 值和下部氮氧化物水平值确定。当排出发动机12的NOX水平不在 NOxTHR里时，控制模块36输出凸轮相位器
控制信号，该信号转动地调 节排气凸轮相位器32。排气凸轮相位器32接收凸轮相位器控制信号并 转动调节排气凸轮相位器的位置(θEXHAUST_CAM)。凸轮相位器32的位 置提前或者/延迟排气凸轮轴28开启和/或关闭排气阀26的时间。控制 模块36重复上述操作直到排出发动机12的NOX水平落入NOxTHR里。
[0022]控制模块36可储存θEXHAUST_CAM在一个二维参考表里。 参考表可由预定的速度范围(RPM)值和预定空气流量吸入范围(MAF) 值索引。当排出发动机12的NOX在NOxTHR里时，控制模块36依据相 关的PRM值和相关的MAF值储存θEXHAUST_CAM。在接下来的驱动模式 中，控制模块36参照参考表，而且当遇到类似的操作情况(即，类似 的速度和类似的负载)的时候，基于储存的θEXHAUST_CAM控调节排气凸 轮轴28。
[0023]例如，当排出发动机12的NOX水平超过NOxTHR，控制 模块36输出CamADV来提前排气凸轮28。当排气凸轮轴关闭排气阀26 的时候，在排气冲程期间，排气凸轮相位器32的提前使作用时间提前。 排气阀26的关闭位置的提前阻止大量的废气从气缸18逃出。保留的废 气稀释空气/燃料混合物而且降低燃烧温度使低于一个氮结合氧生成氮 氧化物的点。结果，排出发动机12的NOX水平被降低。
[0024]控制模块36进一步确定是否适当的调节θEXHAUST_CAM。 特别地，在调节排放凸轮相位器32(NOxPRE)之前，控制模块36测量初始 的排出发动机12的NOX水平。在调节排气凸轮相位器32之后，控制模 块36重新测量在调节排气凸轮相位器32(NOxPOST)之后的氮氧化物水 平。当NOxPOST超过NOxPRE，控制模块36假定θEXHAUST_CAM被在错误的 方向旋转。在后来的排气冲程中，控制模块36调节排气相位器32在相 反的方向旋转。
[0025]现在参考图2，一个流程表描述依据本发明通过控制系统 执行的步骤。步骤200里，在基于NOxSIGNAL调节排气凸轮相位器 32(NOxPRE)之前，
控制器确定排出发动机12的氮氧化物水平。在步骤202 里，控制器比较NOxPRE和NOxTHR。当NOxPRE超过NOxTHR，控制器基 于CamADV提升θEXHAUST_CAM而且测量第二NOX(NOxPOST)水平，随后 在步骤204中，调节排气凸轮相位器32。否则，控制器返回到步骤200。 尽管
流程图描述初始前排气凸轮相位器32，然而可以理解本发明可以初 始延迟排气凸轮相位器32。
[0026]在步骤26里，控制器比较NOxPOST和NOxPRE而且确定是 否排气凸轮相位器32的提前引起排出发动机12的NOX水平的升高。如 果NOxPOST低于NOxPRE，然后在步骤208里，控制器比较NOxPOST和 NOxTHR。否则，控制器进行到步骤210。在步骤208里，控制器确定是 否NOxPOST在NOxTHR里。当NOxPOST在NOxTHR里时，控制器存储 θEXHAUST_CAM而且控制器返回到步骤200。否则，控制器返回到步骤204 而且继续提前排气凸轮相位器32。
[0027]在步骤210里，控制器延迟排气凸轮相位器32并重新测 量NOxPOST。在步骤212里，控制器比较NOxPOST和NOxTHR。当NOxPOST 在NOxTHR里时，控制器存储θEXHAUST_CAM，在步骤209，控制器返回到 步骤200。否则，控制器返回到步骤210，而且继续调节排气凸轮相位器 32。
[0028]本发明相关领域技术人员从前述描述的本发明的主要技 术现在能意识到，本发明的大量的技术可以以各种形式被实践。因此， 尽管这些发明已经参考其特定示例被描述，然而本发明中的真实范围不 应该被限制，因为通过研究图、
说明书和所附的
权利要求，其它
修改对 本领域技术人员将会是显然的。
