預測NOx生成量的方法技術

一種預測NOx生成量的方法，可包括：通過使用發動機的燃燒壓力和發動機的驅動變量來計算NO生成速率，通過使用發動機的燃燒壓力來獲得NO生成周期，基于NO生成速率和NO生成周期來計算NO生成量，和根據NO生成量和發動機的驅動條件通過基于NO和NO2之間的比率獲得NO2生成量來預測NOx生成量。

【技術實現步驟摘要】
預測NOx生成量的方法相關申請的交叉引用本申請要求2011年11月22日提交的韓國專利申請號10-2011-0122437的優先權，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。
本專利技術涉及一種預測NOx生成量的方法。更特別地，本專利技術涉及一種預測NOx生成量的方法，其可預測在沒有附加NOx傳感器的車輛發動機內產生的NOx量。
技術介紹
由于具有內燃機的車輛的排放法規變得越來越嚴格，需要減少內燃機的操作過程中的排放。一種減少排放的方法是在空氣/燃料混合物的燃燒過程中減少內燃機的每個氣缸中產生的排放。減少排放的另一種方法是在內燃機中使用廢氣后處理系統。該廢氣后處理系統適于將在空氣/燃料混合物的燃燒過程中在每個氣缸處產生的有毒物質轉化成無害物質。為此目的，催化轉化器用于將一氧化碳、碳氫化合物和氧化氮轉化成無害物質。為了通過使用廢氣的催化轉化器有效地轉化有毒物質，準確地預測發動機內產生的NOx量是必要的。根據傳統技術，用于分析廢氣的設備或用于檢測NOx量的傳感器被用來精確預測NOx量。如果使用用于分析廢氣的設備或用于檢測NOx量的傳感器，成本可能會增加。此外，發動機的廢氣成分可能污染用于分析廢氣的設備或用于檢測NOx量的傳感器，并導致傳感器本身出故障。為了解決上述問題，開發了用于預測NOx量的技術。然而，由于過于復雜的計算過程以及為簡化該計算過程而進行的過于簡化的假設的技術，可能會使可靠性降低。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在加深對本專利技術的一般
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的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。專利技術內容本專利技術的各個方面提供了一種預測NOx生成量的方法，其優點在于通過使用發動機的燃燒壓力和驅動變量以實時地準確預測NOx量，而無需額外的用于分析廢氣的設備或用于檢測NOx量的傳感器。本專利技術的各個方面提供了一種預測NOx生成量的方法，其包括通過使用發動機的燃燒壓力和發動機的驅動變量來計算NO生成速率，通過使用發動機的燃燒壓力來獲得NO生成周期，基于NO生成速率和NO生成周期來計算NO生成量，和根據NO生成量和發動機的驅動條件通過基于NO和NO2之間的比率獲得NO2生成量來預測NOx生成量。發動機的驅動變量可包括燃料量、發動機轉速(RPM)、空氣/燃料比率(AF)和EGR信息中的至少一個。NO生成速率可通過使用燃燒室內的經燃燒氣體溫度和燃燒室內的氧氣濃度和氮氣濃度而計算。NO生成速率可由以下計算：其中d[NO]/dt是某一時間的NO生成速率，T是經燃燒氣體溫度，[O2]是燃燒室內的氧氣濃度，[N2]是燃燒室內的氮氣濃度，且A和B是常數。經燃燒氣體溫度(T＝Tburnedgas)可通過考慮絕熱火焰溫度(Tad)和由于燃燒時壓力上升造成的燃燒室內的經燃燒氣體的溫度上升而計算。經燃燒氣體溫度(T＝Tburnedgas)由以下計算：其中Tburnedgas是經燃燒氣體溫度(T)，Tad是絕熱火焰溫度，Pi是燃燒開始時的壓力，Pmax是最大燃燒壓力，且k是比熱比。絕熱火焰溫度(Tad)可由以下計算：Tad＝(5.7401×[O2]2-4.6043×[O2]+1.2616)×Tsoc+(-22072×[O2]2+16718×[O2]-302.76)，其中Tsoc是燃燒室內燃燒開始時的溫度，且[O2]是燃燒室內的氧氣濃度。燃燒室內的氧氣濃度[O2]和氮氣濃度[N2]可由以下計算：O2_in＝(1-EGR_比率)×O2_Air[體積％]+EGR_比率×O2_EGR[體積％]N2_in＝(1-EGR_比率)×N2_Air[體積％]+EGR_比率×N2_EGR[體積％]，其中O2_in和N2_in是燃燒室內的氧氣濃度[O2]和氮氣濃度[N2]，O2_Air[體積％]和N2_Air[體積％]是空氣中的氧氣濃度和氮氣濃度，且O2_EGR[體積％]和N2_EGR[體積％]是EGR氣體中的氧氣濃度和氮氣濃度。NO生成周期可通過使用MFB40-80區域或MFB50-90區域而獲得。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本專利技術的某些原理的具體實施方式，本申請的方法和裝置所具有的其它特征和優點將更為具體地變得清楚或得以闡明。附圖說明圖1是根據本專利技術的預測NOx生成量的示例性方法的流程圖。圖2是根據本專利技術的預測NOx生成量的示例性方法的框圖。圖3是顯示根據本專利技術的示例性NO生成周期的圖。圖4是顯示根據本專利技術的示例性NO生成量的圖。具體實施方式下面將詳細參考本專利技術的各個具體實施方案，這些具體實施方案的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本專利技術將與示例性具體實施方案相結合進行描述，應當理解本說明書并非旨在將本專利技術限制為那些示例性具體實施方案。相反，本專利技術旨在不但覆蓋這些示例性具體實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本專利技術的精神和范圍之內的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它具體實施方案。圖1是根據本專利技術的各個具體實施方案的預測NOx生成量的方法的流程圖，且圖2是根據本專利技術的各個具體實施方案的預測NOx生成量的方法的框圖。如圖1和圖2中所示，根據本專利技術的各個具體實施方案的預測NOx生成量的方法包括在步驟S10中通過使用發動機的燃燒壓力100和發動機的驅動變量200來計算NO生成速率300，在步驟S20中通過使用發動機的燃燒壓力100來獲得NO生成周期400，在步驟S30中基于NO生成速率300和NO生成周期400來計算NO生成量500，和在步驟S40中根據NO生成量500和發動機的驅動條件通過基于NO和NO2之間的比率獲得NO2生成量來預測NOx生成量。首先，在步驟S10中通過使用發動機的燃燒壓力100和發動機的驅動變量200計算NO生成量300。發動機的驅動變量200，如圖2中所示，包括燃料量210(mfuel)、發動機轉速220(RPM)、空氣/燃料比率230(AF)和EGR信息，例如EGR量和EGR比率(EGR比率)。NO生成速率300基于發動機的驅動變量200而計算。在各個具體實施方案中，NO生成速率300由方程1計算。(方程1)在方程1中，d[NO]/dt是NO生成速率300，T是經燃燒氣體溫度310，[O2]是燃燒室內的氧氣濃度320，[N2]是燃燒室內的氮氣濃度330，且A和B是通過實驗或分析獲得的常數。因此，經燃燒氣體溫度(T)310，燃燒室內的氧氣濃度[O2]320和氮氣濃度[N2]330應該是已知的，以計算NO生成速率300(d[NO]/dt)。下文中將描述用于獲得經燃燒氣體溫度(T)，燃燒室內的氧氣濃度[O2]和氮氣濃度[N2]的過程。燃燒室內的經燃燒氣體溫度(T＝Tburnedgas)310可以通過考慮絕熱火焰溫度(Tad)和由于燃燒時壓力上升造成的燃燒室內的溫度上升而計算。在各個具體實施方案中，燃燒室內的火焰溫度310可由方程2計算。(方程2)在方程2中，Tburnedgas是經燃燒氣體溫度(T)310，Tad是絕熱火焰溫度，Pi是燃燒開始時的壓力，Pmax是最大燃燒壓力，且k是比熱比，亦即Cv(定容下的比熱)和Cp(恒壓下的比熱)的比率。Pi(燃燒開始時的壓力)和Pmax(最大燃燒壓力)可通過發動機的燃燒壓力傳感器而檢測，所述發動機的燃燒壓力傳本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種預測NOx生成量的方法，包括：通過使用發動機的燃燒壓力和發動機的驅動變量來計算NO生成速率；通過使用發動機的燃燒壓力來獲得NO生成周期；基于NO生成速率和NO生成周期來計算NO生成量；根據NO生成量和發動機的驅動條件通過基于NO和NO2之間的比率獲得NO2生成量來預測NOx生成量。

【技術特征摘要】
2011.11.22 KR 10-2011-01224371.一種預測NOx生成量的方法，其特征在于，所述方法包括：通過使用發動機的燃燒壓力和發動機的驅動變量來計算NO生成速率；通過使用發動機的燃燒壓力來獲得NO生成周期；基于NO生成速率和NO生成周期來計算NO生成量；根據NO生成量和發動機的驅動條件通過基于NO和NO2之間的比率獲得NO2生成量來預測NOx生成量。2.根據權利要求1所述的預測NOx生成量的方法，其中，所述發動機的驅動變量包括燃料量、發動機轉速(RPM)、空氣/燃料比率(AF)和EGR信息中的至少一個。3.根據權利要求1所述的預測NOx生成量的方法，其中，所述NO生成速率通過使用燃燒室內的經燃燒氣體溫度和燃燒室內的氧氣濃度和氮氣濃度而計算。4.根據權利要求3所述的預測NOx生成量的方法，其中，所述NO生成速率由以下計算：其中d[NO]/dt是某一時間的NO生成速率，T是經燃燒氣體溫度，[O2]是燃燒室內的氧氣濃度，[N2]是燃燒室內的氮氣濃度，且A和B是常數。5.根據權利要求4所述的預測NOx生成量的方法，其中，所述經燃燒氣體溫度(T＝Tburnedgas)基于絕熱火焰溫度(Tad)和由于燃燒時壓力上升造成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：俞濬，南基勛，韓景燦，閔庚德，李俊鏞，樸媛疋，
申請(專利權)人：現代自動車株式會社，首爾大學校產學協力團，
類型：發明
國別省市：