[發(fā)明專利]預測NOx生成量的設(shè)備及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610974044.3
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106968816B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;首爾大學校產(chǎn)學協(xié)力團
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

本發(fā)明提供了預測NOx生成量的設(shè)備及方法。該方法包括：使用發(fā)動機的驅(qū)動變量來預測混合物中的氣體的組成比以及火焰溫度；以及使用混合物中的氣體的組成比以及火焰溫度來計算氮氧化物生成速率。此外，使用氮氧化物生成速率計算火焰周圍的氮氧化物生成濃度，并且使用氮氧化物生成速率和氮氧化物生成濃度來預測氣缸的總氮氧化物生成量。

相關(guān)申請的引證

本申請要求于2015年12月10日提交給韓國知識產(chǎn)權(quán)局的韓國專利申請第10-2015-0176344號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過引證將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及預測壓燃式發(fā)動機的NOx生成量的設(shè)備和方法，并且更具體地，涉及在沒有用于分析廢氣的額外設(shè)備或用于檢測NOx量的傳感器的情況下，使用發(fā)動機的驅(qū)動變量和燃燒壓力來更準確地實時預測NOx生成量的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

隨著針對具有內(nèi)燃機的車輛的排放法規(guī)變得更加嚴格，需要降低在內(nèi)燃機操作過程中的排放。用于降低排放的一種開發(fā)方法包括：降低在空氣/燃料混合物的燃燒過程中，在內(nèi)燃機的每個氣缸中生成的排放物。用于降低排放物的另一開發(fā)方法包括：使用內(nèi)燃機中的廢氣的后處理系統(tǒng)。廢氣的后處理系統(tǒng)被適配為將空氣/燃料混合物的燃燒過程中在每個氣缸處生成的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換為無害物質(zhì)。為了該目的，催化轉(zhuǎn)換器用于將一氧化碳、碳氫化合物以及氮氧化物轉(zhuǎn)換為無害物質(zhì)。

此外，為了使用廢氣的催化轉(zhuǎn)換器來有效轉(zhuǎn)換有害物質(zhì)，必須準確預測在發(fā)動機中生成的NOx(單一氮氧化物)量。根據(jù)常規(guī)方法和系統(tǒng)，用于分析廢氣的設(shè)備或用于檢測NOx量的傳感器用于準確預測NOx量。然而，用于分析廢氣的設(shè)備或用于檢測NOx量的傳感器的使用導致總體成本的增加。此外，發(fā)動機廢氣中的成分可污染用于分析廢氣的設(shè)備或用于檢測NOx量的傳感器，由此引起傳感器本身的故障或失效。

因此，已開發(fā)了用于預測NOx量的技術(shù)。然而，根據(jù)該技術(shù)，由于復雜的計算過程以及用于簡化該計算過程的簡化假設(shè)，可靠性可能劣化。此外，在常規(guī)技術(shù)中，由于基于發(fā)動機處于正常狀態(tài)時的測量值來評估NOx量，所以由于發(fā)動機之間的偏差以及環(huán)境狀況的偏差，可出現(xiàn)生成量與預測量之間的誤差。

在該部分中公開的以上信息僅用于增強對本發(fā)明的背景的理解，并且因此這可包含不構(gòu)成在該國中對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供具有如下優(yōu)勢的預測壓燃式發(fā)動機的NOx生成量的設(shè)備和方法：該設(shè)備和方法在沒有用于分析廢氣的額外設(shè)備或用于檢測NOx量的傳感器的情況下，使用發(fā)動機的驅(qū)動變量和燃燒壓力來更準確地實時預測NOx量。

本發(fā)明的示例性實施方式提供預測壓燃式發(fā)動機的NOx生成量的方法，該方法可包括：使用發(fā)動機的驅(qū)動變量來預測混合物中的氣體的組成比以及火焰溫度；使用混合物中的氣體的組成比以及火焰溫度來計算氮氧化物生成速率；使用氮氧化物生成速率來計算火焰周圍的氮氧化物生成濃度；以及使用氮氧化物生成速率和氮氧化物生成濃度來預測氣缸的總氮氧化物生成量。

發(fā)動機的驅(qū)動變量可包括選自由如下組成的組中的至少一個：引燃燃料量、引燃噴射時刻、引燃噴射持續(xù)時間、噴射燃料量、主噴射持續(xù)時間、主噴射時刻、發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)、空氣/燃料比(AF)、以及廢氣再循環(huán)(EGR)。預測氣體的組成比可包括：使用發(fā)動機的驅(qū)動變量來預測通過混合燃料與空氣而生成的火焰的火焰表面的氣體的組成比。

此外，計算氮氧化物生成速率可包括：基于由于引燃噴射所導致的氣缸中的氣體的組成比的變化來導出燃燒室的火焰溫度。計算氮氧化物生成速率可進一步包括：使用燃燒室中的火焰溫度、氧氣濃度以及氮氣濃度來導出氮氧化物生成速率。計算火焰周圍的氮氧化物生成濃度可包括：使用燃料量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來導出氮氧化物生成時間和氮氧化物生成區(qū)域，以及使用氮氧化物生成速率、氮氧化物生成時間以及氮氧化物生成區(qū)域來計算氮氧化物生成濃度。