[發明專利]預測NOx生成量的設備及方法

有效

• 申請號: 201610974044.3
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106968816B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 韓景燦;李俊鏞;俞濬;李庚敏;閔庚德;李昇河;金奎珍;李永福
• 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
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

1.一種預測壓燃式發動機的NOx生成量的方法，包括以下步驟：

由控制器使用發動機的驅動變量來預測由于引燃噴射所導致的混合物中的氣體的組成比以及火焰溫度；

由所述控制器使用所述混合物中的氣體的組成比以及所述火焰溫度來計算氮氧化物生成速率；

由所述控制器使用所述氮氧化物生成速率來計算火焰周圍的氮氧化物生成濃度；以及

由所述控制器使用所述氮氧化物生成速率和所述氮氧化物生成濃度來預測氣缸的總氮氧化物生成量，

其中，預測所述氣缸的總氮氧化物生成量包括：

由所述控制器使用所述火焰周圍的氮氧化物生成速率和氮氧化物生成濃度來計算所述火焰周圍的所述氮氧化物生成量，以及通過利用所述氣缸的整個濃度補償所述火焰周圍的所述氮氧化物生成量來導出所述氣缸的總氮氧化物生成量。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述發動機的所述驅動變量包括選自如下各項組成的組中的至少一項：引燃燃料量、引燃噴射時刻、引燃噴射持續時間、噴射燃料量、主噴射持續時間、主噴射時刻、發動機轉速(RPM)、空氣/燃料比(AF)、以及廢氣再循環(EGR)。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，預測所述氣體的組成比包括：由所述控制器使用所述發動機的所述驅動變量來預測通過混合燃料與空氣所生成的火焰的火焰表面的氣體的組成比。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，計算所述氮氧化物生成速率包括：由所述控制器基于由于引燃噴射所導致的所述氣缸中的氣體的組成比的變化來導出燃燒室的火焰溫度。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，計算所述氮氧化物生成速率進一步包括：由所述控制器使用所述燃燒室中的氧氣濃度、氮氣濃度以及火焰溫度來導出所述氮氧化物生成速率。

6.根據權利要求2所述的方法，其中，計算所述火焰周圍的所述氮氧化物生成濃度包括：

由所述控制器使用所述噴射燃料量和所述發動機轉速來導出氮氧化物生成時間和氮氧化物生成區域；以及

由所述控制器使用所述氮氧化物生成速率、所述氮氧化物生成時間以及所述氮氧化物生成區域來計算所述氮氧化物生成濃度。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，預測所述氣缸的總氮氧化物生成量進一步包括：由所述控制器將所述氣缸的總氮氧化物生成量線性化為氮氧化物預定值。

8.一種預測壓燃式發動機的NOx生成量的設備，包括：

驅動變量收集器，被配置為收集發動機的驅動變量；

計算器，被配置為使用所述發動機的驅動變量來計算由于引燃噴射所導致的氮氧化物生成速率和氮氧化物生成濃度；以及

控制器，被配置為使用所述氮氧化物生成速率和所述氮氧化物生成濃度來預測火焰周圍的氮氧化物生成量，以及從所述火焰周圍的所述氮氧化物生成量來預測氣缸的總氮氧化物生成量，

其中，所述控制器包括：

預測器，被配置為從所述火焰周圍的所述氮氧化物生成量預測所述氣缸的總氮氧化物生成量，

其中，所述預測器包括：

濃度校正單元，被配置為通過利用所述氣缸的整個濃度補償所述火焰周圍的所述氮氧化物生成量來導出所述氣缸的總氮氧化物生成量。

9.根據權利要求8所述的設備，其中，所述計算器包括：

氮氧化物生成速率計算器，被配置為使用所述發動機的所述驅動變量來預測由于引燃噴射所導致的混合物中的氣體的組成比以及火焰溫度，并且使用所述氣體的組成比以及所述火焰溫度來預測所述氮氧化物生成速率。

10.根據權利要求9所述的設備，其中，所述計算器包括：

氮氧化物生成濃度計算器，被配置為使用噴射燃料量和發動機轉速來導出氮氧化物生成時間和氮氧化物生成區域，并且使用所述氮氧化物生成速率、所述氮氧化物生成時間以及所述氮氧化物生成區域來計算所述氮氧化物生成濃度。

11.根據權利要求8所述的設備，其中，所述預測器被配置為將所述氣缸的所述總氮氧化物生成量線性化為氮氧化物預定值。