[发明专利]预测NOx生成量的设备及方法

权利要求书

1.一种预测压燃式发动机的NOx生成量的方法，包括以下步骤：

由控制器使用发动机的驱动变量来预测由于引燃喷射所导致的混合物中的气体的组成比以及火焰温度；

由所述控制器使用所述混合物中的气体的组成比以及所述火焰温度来计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来计算火焰周围的氮氧化物生成浓度；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浓度来预测气缸的总氮氧化物生成量，

其中，预测所述气缸的总氮氧化物生成量包括：

由所述控制器使用所述火焰周围的氮氧化物生成速率和氮氧化物生成浓度来计算所述火焰周围的所述氮氧化物生成量，以及通过利用所述气缸的整个浓度补偿所述火焰周围的所述氮氧化物生成量来导出所述气缸的总氮氧化物生成量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机的所述驱动变量包括选自如下各项组成的组中的至少一项：引燃燃料量、引燃喷射时刻、引燃喷射持续时间、喷射燃料量、主喷射持续时间、主喷射时刻、发动机转速(RPM)、空气/燃料比(AF)、以及废气再循环(EGR)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，预测所述气体的组成比包括：由所述控制器使用所述发动机的所述驱动变量来预测通过混合燃料与空气所生成的火焰的火焰表面的气体的组成比。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，计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喷射所导致的所述气缸中的气体的组成比的变化来导出燃烧室的火焰温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，计算所述氮氧化物生成速率进一步包括：由所述控制器使用所述燃烧室中的氧气浓度、氮气浓度以及火焰温度来导出所述氮氧化物生成速率。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，计算所述火焰周围的所述氮氧化物生成浓度包括：

由所述控制器使用所述喷射燃料量和所述发动机转速来导出氮氧化物生成时间和氮氧化物生成区域；以及

由所述控制器使用所述氮氧化物生成速率、所述氮氧化物生成时间以及所述氮氧化物生成区域来计算所述氮氧化物生成浓度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，预测所述气缸的总氮氧化物生成量进一步包括：由所述控制器将所述气缸的总氮氧化物生成量线性化为氮氧化物预定值。

8.一种预测压燃式发动机的NOx生成量的设备，包括：

驱动变量收集器，被配置为收集发动机的驱动变量；

计算器，被配置为使用所述发动机的驱动变量来计算由于引燃喷射所导致的氮氧化物生成速率和氮氧化物生成浓度；以及

控制器，被配置为使用所述氮氧化物生成速率和所述氮氧化物生成浓度来预测火焰周围的氮氧化物生成量，以及从所述火焰周围的所述氮氧化物生成量来预测气缸的总氮氧化物生成量，

其中，所述控制器包括：

预测器，被配置为从所述火焰周围的所述氮氧化物生成量预测所述气缸的总氮氧化物生成量，

其中，所述预测器包括：

浓度校正单元，被配置为通过利用所述气缸的整个浓度补偿所述火焰周围的所述氮氧化物生成量来导出所述气缸的总氮氧化物生成量。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述计算器包括：

氮氧化物生成速率计算器，被配置为使用所述发动机的所述驱动变量来预测由于引燃喷射所导致的混合物中的气体的组成比以及火焰温度，并且使用所述气体的组成比以及所述火焰温度来预测所述氮氧化物生成速率。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述计算器包括：

氮氧化物生成浓度计算器，被配置为使用喷射燃料量和发动机转速来导出氮氧化物生成时间和氮氧化物生成区域，并且使用所述氮氧化物生成速率、所述氮氧化物生成时间以及所述氮氧化物生成区域来计算所述氮氧化物生成浓度。

11.根据权利要求8所述的设备，其中，所述预测器被配置为将所述气缸的所述总氮氧化物生成量线性化为氮氧化物预定值。