预测NOx生成量的方法技术

一种预测NOx生成量的方法，可包括：通过使用发动机的燃烧压力和发动机的驱动变量来计算NO生成速率，通过使用发动机的燃烧压力来获得NO生成周期，基于NO生成速率和NO生成周期来计算NO生成量，和根据NO生成量和发动机的驱动条件通过基于NO和NO2之间的比率获得NO2生成量来预测NOx生成量。

【技术实现步骤摘要】
预测NOx生成量的方法相关申请的交叉引用本申请要求2011年11月22日提交的韩国专利申请号10-2011-0122437的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及一种预测NOx生成量的方法。更特别地，本专利技术涉及一种预测NOx生成量的方法，其可预测在没有附加NOx传感器的车辆发动机内产生的NOx量。
技术介绍
由于具有内燃机的车辆的排放法规变得越来越严格，需要减少内燃机的操作过程中的排放。一种减少排放的方法是在空气/燃料混合物的燃烧过程中减少内燃机的每个气缸中产生的排放。减少排放的另一种方法是在内燃机中使用废气后处理系统。该废气后处理系统适于将在空气/燃料混合物的燃烧过程中在每个气缸处产生的有毒物质转化成无害物质。为此目的，催化转化器用于将一氧化碳、碳氢化合物和氧化氮转化成无害物质。为了通过使用废气的催化转化器有效地转化有毒物质，准确地预测发动机内产生的NOx量是必要的。根据传统技术，用于分析废气的设备或用于检测NOx量的传感器被用来精确预测NOx量。如果使用用于分析废气的设备或用于检测NOx量的传感器，成本可能会增加。此外，发动机的废气成分可能污染用于分析废气的设备或用于检测NOx量的传感器，并导致传感器本身出故障。为了解决上述问题，开发了用于预测NOx量的技术。然而，由于过于复杂的计算过程以及为简化该计算过程而进行的过于简化的假设的技术，可能会使可靠性降低。公开于该
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部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
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的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。专利技术内容本专利技术的各个方面提供了一种预测NOx生成量的方法，其优点在于通过使用发动机的燃烧压力和驱动变量以实时地准确预测NOx量，而无需额外的用于分析废气的设备或用于检测NOx量的传感器。本专利技术的各个方面提供了一种预测NOx生成量的方法，其包括通过使用发动机的燃烧压力和发动机的驱动变量来计算NO生成速率，通过使用发动机的燃烧压力来获得NO生成周期，基于NO生成速率和NO生成周期来计算NO生成量，和根据NO生成量和发动机的驱动条件通过基于NO和NO2之间的比率获得NO2生成量来预测NOx生成量。发动机的驱动变量可包括燃料量、发动机转速(RPM)、空气/燃料比率(AF)和EGR信息中的至少一个。NO生成速率可通过使用燃烧室内的经燃烧气体温度和燃烧室内的氧气浓度和氮气浓度而计算。NO生成速率可由以下计算：其中d[NO]/dt是某一时间的NO生成速率，T是经燃烧气体温度，[O2]是燃烧室内的氧气浓度，[N2]是燃烧室内的氮气浓度，且A和B是常数。经燃烧气体温度(T＝Tburnedgas)可通过考虑绝热火焰温度(Tad)和由于燃烧时压力上升造成的燃烧室内的经燃烧气体的温度上升而计算。经燃烧气体温度(T＝Tburnedgas)由以下计算：其中Tburnedgas是经燃烧气体温度(T)，Tad是绝热火焰温度，Pi是燃烧开始时的压力，Pmax是最大燃烧压力，且k是比热比。绝热火焰温度(Tad)可由以下计算：Tad＝(5.7401×[O2]2-4.6043×[O2]+1.2616)×Tsoc+(-22072×[O2]2+16718×[O2]-302.76)，其中Tsoc是燃烧室内燃烧开始时的温度，且[O2]是燃烧室内的氧气浓度。燃烧室内的氧气浓度[O2]和氮气浓度[N2]可由以下计算：O2_in＝(1-EGR_比率)×O2_Air[体积％]+EGR_比率×O2_EGR[体积％]N2_in＝(1-EGR_比率)×N2_Air[体积％]+EGR_比率×N2_EGR[体积％]，其中O2_in和N2_in是燃烧室内的氧气浓度[O2]和氮气浓度[N2]，O2_Air[体积％]和N2_Air[体积％]是空气中的氧气浓度和氮气浓度，且O2_EGR[体积％]和N2_EGR[体积％]是EGR气体中的氧气浓度和氮气浓度。NO生成周期可通过使用MFB40-80区域或MFB50-90区域而获得。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本专利技术的某些原理的具体实施方式，本申请的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。附图说明图1是根据本专利技术的预测NOx生成量的示例性方法的流程图。图2是根据本专利技术的预测NOx生成量的示例性方法的框图。图3是显示根据本专利技术的示例性NO生成周期的图。图4是显示根据本专利技术的示例性NO生成量的图。具体实施方式下面将详细参考本专利技术的各个具体实施方案，这些具体实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本专利技术将与示例性具体实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本专利技术限制为那些示例性具体实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖这些示例性具体实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它具体实施方案。图1是根据本专利技术的各个具体实施方案的预测NOx生成量的方法的流程图，且图2是根据本专利技术的各个具体实施方案的预测NOx生成量的方法的框图。如图1和图2中所示，根据本专利技术的各个具体实施方案的预测NOx生成量的方法包括在步骤S10中通过使用发动机的燃烧压力100和发动机的驱动变量200来计算NO生成速率300，在步骤S20中通过使用发动机的燃烧压力100来获得NO生成周期400，在步骤S30中基于NO生成速率300和NO生成周期400来计算NO生成量500，和在步骤S40中根据NO生成量500和发动机的驱动条件通过基于NO和NO2之间的比率获得NO2生成量来预测NOx生成量。首先，在步骤S10中通过使用发动机的燃烧压力100和发动机的驱动变量200计算NO生成量300。发动机的驱动变量200，如图2中所示，包括燃料量210(mfuel)、发动机转速220(RPM)、空气/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基于发动机的驱动变量200而计算。在各个具体实施方案中，NO生成速率300由方程1计算。(方程1)在方程1中，d[NO]/dt是NO生成速率300，T是经燃烧气体温度310，[O2]是燃烧室内的氧气浓度320，[N2]是燃烧室内的氮气浓度330，且A和B是通过实验或分析获得的常数。因此，经燃烧气体温度(T)310，燃烧室内的氧气浓度[O2]320和氮气浓度[N2]330应该是已知的，以计算NO生成速率300(d[NO]/dt)。下文中将描述用于获得经燃烧气体温度(T)，燃烧室内的氧气浓度[O2]和氮气浓度[N2]的过程。燃烧室内的经燃烧气体温度(T＝Tburnedgas)310可以通过考虑绝热火焰温度(Tad)和由于燃烧时压力上升造成的燃烧室内的温度上升而计算。在各个具体实施方案中，燃烧室内的火焰温度310可由方程2计算。(方程2)在方程2中，Tburnedgas是经燃烧气体温度(T)310，Tad是绝热火焰温度，Pi是燃烧开始时的压力，Pmax是最大燃烧压力，且k是比热比，亦即Cv(定容下的比热)和Cp(恒压下的比热)的比率。Pi(燃烧开始时的压力)和Pmax(最大燃烧压力)可通过发动机的燃烧压力传感器而检测，所述发动机的燃烧压力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测NOx生成量的方法，包括：通过使用发动机的燃烧压力和发动机的驱动变量来计算NO生成速率；通过使用发动机的燃烧压力来获得NO生成周期；基于NO生成速率和NO生成周期来计算NO生成量；根据NO生成量和发动机的驱动条件通过基于NO和NO2之间的比率获得NO2生成量来预测NOx生成量。

【技术特征摘要】
2011.11.22 KR 10-2011-01224371.一种预测NOx生成量的方法，其特征在于，所述方法包括：通过使用发动机的燃烧压力和发动机的驱动变量来计算NO生成速率；通过使用发动机的燃烧压力来获得NO生成周期；基于NO生成速率和NO生成周期来计算NO生成量；根据NO生成量和发动机的驱动条件通过基于NO和NO2之间的比率获得NO2生成量来预测NOx生成量。2.根据权利要求1所述的预测NOx生成量的方法，其中，所述发动机的驱动变量包括燃料量、发动机转速(RPM)、空气/燃料比率(AF)和EGR信息中的至少一个。3.根据权利要求1所述的预测NOx生成量的方法，其中，所述NO生成速率通过使用燃烧室内的经燃烧气体温度和燃烧室内的氧气浓度和氮气浓度而计算。4.根据权利要求3所述的预测NOx生成量的方法，其中，所述NO生成速率由以下计算：其中d[NO]/dt是某一时间的NO生成速率，T是经燃烧气体温度，[O2]是燃烧室内的氧气浓度，[N2]是燃烧室内的氮气浓度，且A和B是常数。5.根据权利要求4所述的预测NOx生成量的方法，其中，所述经燃烧气体温度(T＝Tburnedgas)基于绝热火焰温度(Tad)和由于燃烧时压力上升造成...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞濬，南基勋，韩景灿，闵庚德，李俊镛，朴媛疋，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：