专利名称：用于预测NOx量的方法以及使用该方法的排放系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于预测NOx量的方法以及使用该方法的排放系统。更具体而言，本发明涉及一种用于准确预测包含在发动机产生的排放气体中的NOx量的方法，并且涉及一种根据NOx量对还原剂或燃烧大气的供给进行控制的排放系统。
背景技术：
一般而言，穿过排放歧管从发动机流出的排放气体被驱动进入安装在排放管上的催化转化器，并且在其中被净化。然后，在穿过消声器时排放气体的噪音减小，然后排放气体通过尾管排入空气。催化转化器对包含在排放气体中的污染物进行净化。此外，用于俘获包含在排放气体中的微粒物质(PM)的微粒过滤器安装在排放管中。脱氮催化剂(DE-ΝΟχ催化剂)是这种催化转化器的一种类型，并且对包含在排放气体中的氮氧化物(NOx)进行净化。如果将还原剂(例如，尿素、氨、一氧化碳和碳氢化合物(HC))供给至排放气体，包含在排放气体中的氮氧化物通过与还原剂的氧化还原反应而在DE-NOx催化剂中还原。近来，将稀薄NOx俘获(lean NOx trap, LNT)催化剂用作这样的DE-NOx催化剂。 当发动机在稀薄大气中运行时，LNT催化剂吸附包含在排放气体中的氮氧化物，并且当发动机在稠密大气中运行时，LNT催化剂释放吸附的氮氧化物。此外，可以将选择性催化还原(SCR)催化剂用作脱氮催化剂。在SCR催化剂中，诸如一氧化碳的还原剂和总碳氢化合物(THC)与氮氧化物的反应比与氧的反应更好。从而， 这样的催化转化器称为选择性催化还原催化剂。在使用这样的脱氮催化剂的情况下，供给至排放气体的还原剂的量根据包含在发动机产生的排放气体中的NOx量而确定。因此，为了改进净化效率，对包含在排放气体中的 NOx量进行预测是非常重要的。用于对包含在排放气体中的NOx量进行预测的常规方法是使用一种映射图，在发动机的每个驱动条件下产生的NOx量存储在该映射图中。也就是说，在每个驱动条件下产生的NOx量每次通过映射图进行计算，通过整合每次的NOx量而对包含在排放气体中的总 NOx量进行预测。然而，由于映射图是在发动机的稳定状态下制作的，基于该映射图预测的 NOx量在发动机的驱动条件每次都改变的瞬时状态下是不准确的。特别地，由于发动机在瞬时状态运行的时间比在稳定状态运行的时间长，实际NOx量和预测NOx量之间的差异非常大。用于对包含在排放气体中的NOx量进行预测的另一种常规方法是使用一种安装在脱氮催化剂的排放管上游的NOx传感器。也就是说，NOx量每次通过NOx传感器而进行检测，通过整合每次的NOx量而对总NOx量进行预测。然而，NOx传感器仅仅在排放气体的温度高于预定温度时才正常运行。因此，直到NOx传感器正常运行才能够对产生的NOx量进行检测。即使使用了 NOx传感器，实际NOx量和检测的NOx量之间的误差也非常大。公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于预测NOx量的方法，其具有的优点是，对根据基于进气中的02量和环境因子的映射图并根据发动机的驱动条件而计算的NOx量进行修正，从而准确预测包含在排放气体中的NOx量。在本发明的一个方面，用于预测NOx量的方法可以包括检测进气中的02量，根据发动机的驱动条件确定进气中的参考02量，根据发动机的所述驱动条件确定包含在排放气体中的参考NOx量(vNta,Exh,Kef)，并且基于根据发动机的所述驱动条件的检测的进气中的 02量(Ψ02, Intk)和确定的进气中的参考02量(Uf02, Intk, Eef)对确定的参考NOx量(vNOx, Exh, Eef)进行修正。进气中的02量可以根据供给进入发动机燃烧室的总空气量、EGR比率、发动机速度、氧传感器的拉姆达(lambda)以及基于总燃料喷射量检测的排放气体中的02量和空气中的02量而进行检测。排放气体中的02量可以通过如下关系确定
权利要求
1.一种用于预测NOx量的方法，包括检测进气中的02量；根据发动机的驱动条件确定进气中的参考02量；根据发动机的所述驱动条件确定包含在排放气体中的参考NOx量VN()x,Exh,Krf ；并且基于根据发动机的所述驱动条件的检测的进气中的02量il^2,Intk和确定的进气中的参考02量VQ2,Intk,Kef对确定的参考NOx量VNQx,Exh,Kef进行修正。
2.根据权利要求1所述的用于预测NOx量的方法，其中进气中的02量根据供给进入发动机燃烧室的总空气量、EGR比率、发动机速度、氧传感器的拉姆达以及基于总燃料喷射量检测的排放气体中的02量和空气中的02量而进行检测。
3.根据权利要求2所述的用于预测NOx量的方法，其中排放气体中的02量通过如下关系确定
4.根据权利要求1所述的用于预测NOx量的方法，其中修正的参考NOx量通过以下关系确定，
5.根据权利要求1所述的用于预测NOx量的方法，其中发动机的驱动条件包括发动机速度、当前啮合齿轮级、当前燃料喷射量、供给进入发动机燃烧室的进气的温度以及冷却剂温度。
6.根据权利要求1所述的用于预测NOx量的方法，进一步包括根据环境因子对修正的参考NOx量进行二次修正。
7.根据权利要求5所述的用于预测NOx量的方法，其中根据环境因子对修正的参考 NOx量进行二次修正包括根据供给进入发动机燃烧室的总空气量、发动机速度以及当前燃料喷射量确定第一修正系数；以及根据所述第一修正系数对修正的参考NOx量进行修正。
8.根据权利要求5所述的用于预测NOx量的方法，其中根据环境因子对修正的NOx量进行二次修正包括根据发动机速度、当前燃料喷射量和冷却剂温度确定第二修正系数；以及根据所述第二修正系数对修正的参考NOx量进行修正。
9.根据权利要求5所述的用于预测NOx量的方法，其中根据环境因子对修正的NOx量进行二次修正包括根据发动机速度、当前燃料喷射量和供给进入发动机燃烧室的进气的温度确定第三修正系数；以及根据所述第三修正系数对修正的参考NOx量进行修正。
10.一种排放系统，包括排放管，排放气体流动穿过所述排放管，所述排放气体在具有将燃料喷射进入燃烧室的第一喷射器的发动机处产生；喷射模块，所述喷射模块安装于所述排放管并且喷射还原剂；脱氮催化剂，所述脱氮催化剂在所述喷射模块的下游安装于所述排放管，并且通过使用由所述喷射模块喷射的所述还原剂而对包含在所述排放气体中的氮氧化物进行还原；以及控制部分，所述控制部分对包含在所述排放气体中的NOx量进行预测，并且根据NOx量对还原剂或燃烧大气的供给进行控制，其中所述控制部分检测进气中的02量，根据发动机的驱动条件确定进气中的参考02 量，根据发动机的所述驱动条件确定参考NOx量，并且根据检测的进气中的02量和确定的进气中的参考02量对确定的参考NOx量进行修正。
11.根据权利要求10所述的排放系统，其中进气中的02量根据供给进入发动机燃烧室的总空气量、EGR比率、发动机速度、氧传感器的拉姆达以及基于总燃料喷射量检测的排放气体中的02量和空气中的02量而进行检测。
12.根据权利要求10所述的排放系统，其中发动机的驱动条件包括发动机速度、当前啮合齿轮级、当前燃料喷射量、供给进入发动机燃烧室的进气的温度以及冷却剂温度。
13.根据权利要求10所述的排放系统，其中所述控制部分根据环境因子对修正的参考 NOx量进行二次修正。
14.根据权利要求13所述的排放系统，其中通过使用根据所述环境因子的第一、第二和第三修正系数，所述控制部分对修正的参考NOx量进行二次修正。
15.根据权利要求14所述的排放系统，其中所述第一修正系数基于供给进入发动机燃烧室的总空气量、发动机速度以及当前燃料喷射量而确定。
16.根据权利要求14所述的排放系统，其中所述第二修正系数基于发动机速度、当前燃料喷射量和冷却剂温度而确定。
17.根据权利要求14所述的排放系统，其中所述第三修正系数基于发动机速度、当前燃料喷射量和供给进入发动机燃烧室的空气的温度而确定。
18.根据权利要求10所述的排放系统，其中所述还原剂是燃料，所述喷射模块是第二喷射器。
19.根据权利要求10所述的排放系统，其中所述还原剂是尿素或氨。
20.根据权利要求10所述的排放系统，其中所述燃烧大气通过对燃料和供给进入发动机燃烧室的空气的比率进行控制而进行控制。
全文摘要
本发明涉及一种用于预测NOx量的方法以及使用该方法的排放系统。所述用于预测NOx量的方法可以包括检测进气中的O2量，根据发动机的驱动条件计算进气中的参考O2量，根据发动机的所述驱动条件确定包含在排放气体中的参考NOx量，并且基于根据发动机的所述驱动条件的检测的进气中的O2量和进气中的参考O2量对参考NOx量进行首次修正。
文档编号F02D43/00GK102465779SQ20111018609
公开日2012年5月23日 申请日期2011年6月28日 优先权日2010年11月18日
发明者C·谢韦林, T·维特卡, 朴镇佑, 李津夏 申请人:Fev有限责任公司, 现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社