DE102012105625A1 - System und Verfahren zu Steuern von NOx - Google Patents

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Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Steuern/Regeln von NOx können aufweisen: das Vorhersagen einer NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors, das Vergleichen der NOx-Vorhersagemenge mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge sowie das Steuern/Regeln der NOx-Erzeugungsmenge, sodass die NOx-Vorhersagemenge der NOx-Zielmenge folgt.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2011-0122438 , welche am 22. November 2011 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern/Regeln von NOx. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Steuern/Regeln von NOx, welche die NOx-Menge, welche in einem Motor, z. B. Verbrennungsmotor, eines Fahrzeugs erzeugt wird, ohne einen zusätzlichen NOx-Sensor vorhersagen können und NOx unter Verwendung der vorhergesagten NOx-Menge steuern/regeln können.
  • Beschreibung verwandter Technik
  • Da Emissionsvorschriften für Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor immer strenger werden, ist es erforderlich, die Emissionen während des Betriebs des Verbrennungsmotors zu reduzieren. Ein Verfahren zum Reduzieren der Emissionen ist die Reduktion der Emissionen, welche in jedem Zylinder des Verbrennungsmotors während der Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs erzeugt werden.
  • Ein weiteres Verfahren zum Reduzieren der Emissionen ist die Verwendung eines Abgas-Nachbehandlungssystems in dem Verbrennungsmotor. Das Abgas-Nachbehandlungssystem ist angepasst, um Schadstoffe, welche während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs in jedem Zylinder erzeugt werden, in harmlose Materialien bzw. Stoffe umzuwandeln. Zu diesem Zweck werden katalytische Umwandler bzw. Katalysatoren zum Umwandeln von Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoff und Stickoxid zu harmlosen Stoffen verwendet.
  • Um Schadstoffe unter Verwendung der Abgas-Katalysatoren effizient umzuwandeln, ist eine Technik zum Steuern/Regeln des NOx notwendig. Um das NOx zu steuern/regeln, ist es erforderlich, die NOx-Menge, welche in dem Motor erzeugt wird, genau vorherzusagen.
  • Gemäß einer herkömmlichen Technik werden Vorrichtungen zum Analysieren des Abgases oder Sensoren zum Detektieren der NOx-Menge verwendet, um die NOx-Menge präzise vorherzusagen. Wenn die Vorrichtungen zum Analysieren des Abgases oder die Sensoren zum Detektieren der NOx-Menge verwendet werden, können die Kosten ansteigen. Darüber hinaus können Motor-Abgas-Zusammensetzungen die Vorrichtungen zum Analysieren des Abgases oder die Sensoren zum Detektieren der NOx-Menge kontaminieren, sodass die Sensoren selbst außer Betrieb sind.
  • Um obige Probleme zu lösen, wurde eine Technik zum Vorhersagen der NOx-Menge entwickelt. Jedoch kann gemäß der Technik eine Zuverlässigkeit verschlechtert sein, aufgrund von sehr komplizierten Berechnungsprozessen und stark vereinfachten Annahmen zum Vereinfachen der Berechnungsprozesse.
  • Da es schwer ist, gemäß der Technik eine präzise und zuverlässige NOx-Menge zu erhalten, kann sich nicht auf ein Verfahren zum Steuern/Regeln des NOx verlassen werden, welches auf der vorhergesagten NOx-Menge basiert.
  • Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der Fachleuten bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein System und ein Verfahren zum Steuern/Regeln von NOx bereit, welche Vorteile aufweisen betreffend eine präzise Vorhersage der NOx-Menge unter Verwendung von einem Verbrennungsdruck und Fahrvariablen eines Motors, ohne zusätzliche Vorrichtungen zum Analysieren eines Abgases oder Sensoren zum Detektieren der NOx-Menge, sowie ein Verbessern der Zuverlässigkeit der NOx-Steuerung/Regelung unter Verwendung der präzise vorhergesagten NOx-Menge.
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Steuern/Regeln von Stickoxid bzw. NOx bereit, welches aufweisen kann: Vorhersagen einer NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors; Vergleichen der NOx-Vorhersagemenge mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge; und Steuern/Regeln der NOx-Erzeugungsmenge, sodass die NOx-Vorhersagemenge der NOx-Zielmenge folgt.
  • Das Verfahren kann während des Fahrens eines Fahrzeugs kontinuierlich wiederholt werden.
  • Die NOx-Erzeugungsmenge kann derart gesteuert/geregelt werden, dass das Fahrzeug gesteuert wird, um in einen Kraftstoff-Verbrauchs-Modus oder Abgabe/Leistungs-Verbesserungs-Modus einzutreten, wenn die NOx-Vorhersagemenge kleiner ist als die NOx-Zielmenge, und das Fahrzeug gesteuert wird, um in einen Ausstoß-Modus einzutreten, wenn die NOx-Vorhersagemenge größer ist als die NOx-Zielmenge.
  • Die Steuerung/Regelung der NOx-Erzeugungsmenge kann durchgeführt werden durch Steuern von zumindest einer von einer Kraftstoffmenge, einer Kraftstoffeinspritzzeit (z. B. Einspritzzeitsteuerung oder Einspritzzeitablauf oder Einspritztiming, z. B. Einspritzzeitpunkt), einer EGR-Rate (z. B. EGR-Quote) und einem Ladedruck.
  • Das Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge kann aufweisen: Berechnen einer NO-Erzeugungsrate unter Verwendung eines Verbrennungsdrucks von einem Motor sowie Fahrvariablen des Motors; Erhalten einer NO-Erzeugungsdauer unter Verwendung des Verbrennungsdrucks des Motors; Berechnen einer NO-Erzeugungsmenge basierend auf der NO-Erzeugungsrate und der NO-Erzeugungsdauer; und Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge durch Erhalten einer NO2-Erzeugungsmenge basierend auf einem Verhältnis zwischen NO und NO2 gemäß der NO-Erzeugungsmenge und einem Fahrzustand des Motors.
  • Die Fahrvariablen des Motors können zumindest eine von einer Kraftstoffmenge, einer Motordrehzahl (RPM), einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AF) und einer EGR-Information aufweisen.
  • Die NO-Erzeugungsrate kann wie folgt berechnet werden:
    Figure 00050001
    wobei d[NO]/dt die NO-Erzeugungsrate bezogen auf die Zeit ist, T eine verbranntes-Gas-Temperatur ist, [O2] eine Sauerstoff-Konzentration in einer Verbrennungskammer ist, [N2] eine Stickstoff-Konzentration in der Verbrennungskammer ist und A und B Konstanten sind.
  • Die NO-Erzeugungsdauer kann erhalten werden unter Verwendung von einem 40–80 MFB-Bereich oder einem 50–90 MFB-Bereich.
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein System zum Steuern/Regeln von NOx bereit, welches aufweisen kann: einen Messabschnitt, der angepasst ist, um eine NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors vorherzusagen; einen Bestimmungsabschnitt, der angepasst ist, um die NOx-Vorhersagemenge mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge zu vergleichen; und einen Steuer/Regel-Abschnitt, der angepasst ist, um die NOx-Erzeugungsmenge derart zu steuern/regeln, dass die Nox-Vorhersagemenge der NOx-Zielmenge folgt.
  • Der Steuer/Regel-Abschnitt kann angepasst sein, um ein Fahrzeug derart zu steuern, dass dieses in einen Kraftstoffverbrauchsmodus oder einen Abgabe/Leistungs-Verbesserungs-Modus eintritt, wenn die NOx-Vorhersagemenge kleiner ist als die NOx-Zielmenge, und in einen Ausstoß-Modus eintritt, wenn die NOx-Vorhersagemenge größer ist als die NOx-Zielmenge.
  • Der Steuer/Regel-Abschnitt kann die NOx-Erzeugungsmenge durch Steuern von zumindest einer von einer Kraftstoffmenge, einer Kraftstoffeinspritzzeit, einer EGR-Rate und einem Lagedruck steuern/regeln.
  • Der virtuelle Sensor kann ausgebildet sein, um eine NO-Erzeugungsrate zu berechnen unter Verwendung eines Verbrennungsdrucks eines Motors und Fahrvariablen der Motors, um eine NO-Erzeugungsdauer zu erhalten unter Verwendung des Verbrennungsdrucks des Motors, um eine NO-Erzeugungsmenge basierend auf der NO-Erzeugungsdauer zu berechnen und um die NOx-Erzeugungsmenge vorherzusagen durch Erhalten einer NO2-Erzeugungsmenge basierend auf einem Verhältnis zwischen NO und NO2 gemäß der NO-Erzeugungsmenge und einem Fahrzustand des Motors.
  • Die Fahrvariablen des Motors können zumindest eine von einer Kraftstoffmenge, einer Motordrehzahl (RPM), einem Luft/Kraftstoffverhältnis (AF) und einer EGR-Information aufweisen.
  • Die NO-Erzeugungsrate kann wie folgt berechnet werden:
    Figure 00060001
    wobei d[NO]/dt die NO-Erzeugungsrate bezogen auf die Zeit ist, T eine verbranntes-Gas-Temperatur ist, [O2] eine Sauerstoff-Konzentration in einer Verbrennungskammer ist, [N2] eine Stickstoff-Konzentration in der Verbrennungskammer ist und A und B Konstanten sind.
  • Die NO-Erzeugungsdauer kann erhalten werden unter Verwendung einer 40–80 MFB-Region oder einer 50–90 MFB-Region.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargelegt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mitaufgenommen ist, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines als Beispiel dienenden Systems zum Steuern/Regeln von NOx gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Diagramm zum Zeigen der Beziehungen zwischen der EGR-Rate oder der Einspritzzeit und der NOx-Erzeugungsmenge.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines als Beispiel dienenden Verfahrens zum Steuern/Regeln von NOx gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein als Beispiel dienendes Flussdiagramm des Vorhersagens der NOx-Erzeugungsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein als Beispiel dienendes Blockdiagramm des Vorhersagens der NOx-Erzeugungsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Diagramm zum Zeigen der Beziehungen zwischen der Sauerstoff-Konzentration, der Stickstoff-Konzentration oder der verbranntes-Gas-Temperatur und der NO-Erzeugungsrate.
  • 7 ist ein als Beispiel dienendes Diagramm zum Zeigen der NO-Erzeugungsdauer gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist ein als Beispiel dienendes Diagramm zum Zeigen der NO-Erzeugungsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung veranschaulicht und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit als Beispiel dienenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert wird, umfasst sein können.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Systems zum Steuern/Regeln (im Folgenden zur Vereinfachung stets mit „Steuern” bezeichnet, wovon auch ein Regeln umfasst sein soll) von NOx gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 1 gezeigt, weist ein System 1 zum Steuern von NOx gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Mess-Abschnitt 10 zum Vorhersagen einer NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors, einen Bestimmungs-Abschnitt 20 zum Vergleichen der NOx-Vorhersagemenge mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge und einen Steuerabschnitt 30 zum Steuern der NOx-Erzeugungsmenge auf, sodass die NOx-Vorhersagemenge der NOx-Zielmenge folgt.
  • Der Mess-Abschnitt 10 ist angepasst, um die NOx-Erzeugungsmenge vorherzusagen. Der Mess-Abschnitt 10 ist anders als bei der herkömmlichen Technik angepasst, um die NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung des virtuellen Sensors vorherzusagen, ohne zusätzliche Sensoren zum Detektieren der NOx-Menge.
  • Da verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung des virtuellen Sensors vorhersagen, werden die Sensoren nicht von den in dem Abgas enthaltenen Zusammensetzungen kontaminiert, und die Sensoren sind nicht außer Betrieb.
  • Ein Verfahren zum Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung des virtuellen Sensors wird später beschrieben.
  • Der Bestimmungs-Abschnitt 20 vergleicht die NOx-Erzeugungsmenge, welche mittels des Mess-Abschnitts 10 vorhergesagt wurde, mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge, und zwar in Echtzeit. Die NOx-Zielmenge bzw. NOx-Sollmenge kann geändert werden gemäß Umgebungsbedingungen oder Fahrzuständen des Fahrzeugs. Daher kann die NOx-Zielmenge vor-gespeichert werden, unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen oder der Fahrzustände des Fahrzeugs.
  • Der Steuerabschnitt 30 ist angepasst, um die NOx-Erzeugungsmenge zu steuern, sodass die NOx-Vorhersagemenge die NOx-Zielmenge ist bzw. dazu wird. Eine ECU (ECU = „Electric Control Unit” = elektronische Steuereinheit) des Fahrzeugs kann der Steuerabschnitt 30 sein oder diesen aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der Steuerabschnitt 30 angepasst, um das Fahrzeug derart zu steuern, dass dieses in einen Kraftstoff-Verbrauchs- oder einen Leistung/Abgabe-Verbesserungs-Modus eintritt, wenn die NOx-Vorhersagemenge kleiner ist als die NOx-Zielmenge, und das Fahrzeug in einen Ausstoß-Modus (z. B. Schadstoffausstoß-Modus oder Abgas-Modus) eintritt, wenn die NOx-Vorhersagemenge größer ist als die NOx-Zielmenge.
  • Wenn ein Vergleichsresultat des Bestimmungs-Abschnitts 20 anzeigt, dass die NOx-Vorhersagemenge kleiner ist als die NOx-Zielmenge, kann die NOx-Erzeugungsmenge erhöht werden. Daher steuert der Steuerabschnitt 30 das Fahrzeug derart, dass dieses bei dem Kraftstoff-Verbrauchs- oder dem Abgabe/Leistungs-Verbesserungs-Modus fährt, und folglich steigt die NOx-Erzeugungsmenge an, um sich der NOx-Zielmenge anzunähern. Der Mess-Abschnitt 10 detektiert die NOx-Erzeugungsmenge in Echtzeit, und der Bestimmungs-Abschnitt 20 bestimmt kontinuierlich, ob die NOx-Erzeugungsmenge die NOx-Zielmenge erreicht. Daher steuert der Steuerabschnitt 30 kontinuierlich einen Fahrmodus des Fahrzeugs.
  • Ferner, wenn das Vergleichsresultat des Bestimmungs-Abschnitts 20 anzeigt, dass die NOx-Vorhersagemenge größer ist als die NOx-Zielmenge, steuert der Steuerabschnitt 30 das Fahrzeug derart, dass dieses bei dem Ausstoß-Modus fährt, um das NOx zu reduzieren.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen steuert der Steuerabschnitt 30 die NOx-Erzeugungsmenge durch Steuern von zumindest einer von einer Kraftstoffmenge, einer Kraftstoffeinspritzzeit, einer EGR-Rate und einem Ladedruck. Wie in 2a gezeigt, steigt die NOx-Emission an, wenn die EGR-Rate reduziert wird. Hingegen, wie in 2b gezeigt, steigt die NOx-Emission an, wenn die Kraftstoffeinspritzzeit vorverlegt wird. Da die Kraftstoffmenge und der Ladedruck mit der NOx-Emission in Verbindung stehen, steuert der Steuerabschnitt 30 zumindest eine von der Kraftstoffmenge, der Kraftstoffeinspritzzeit, der EGR-Rate und dem Ladedruck, sodass die durch den Mess-Abschnitt 10 vorhergesagte NOx-Vorhersagemenge die NOx-Zielmenge erreicht.
  • Ein Verfahren zum Steuern von NOx gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezugnahme auf die angehängte Zeichnung beschrieben.
  • Wie in 3 gezeigt, kann ein Verfahren zum Steuern von NOx gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweisen: das Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung des virtuellen Sensors bei einem Schritt S10, das Vergleichen der NOx-Vorhersagemenge mit der vorbestimmten NOx-Zielmenge bei einem Schritt S20 sowie das Steuern der NOx-Erzeugungsmenge, sodass die NOx-Vorhersagemenge der NOx-Zielmenge folgt (bei einem Schritt S30).
  • Das heißt, das Verfahren zum Steuern von NOx ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angepasst, um die NOx-Erzeugungsmenge in Echtzeit unter Verwendung des virtuellen Sensors vorherzusagen, ohne einen tatsächlichen NOx-Sensor zu haben bzw. zu verwenden, und um die vorhergesagte NOx-Erzeugungsmenge zu steuern, so dass diese die vorbestimmte NOx-Zielmenge erreicht.
  • Zuerst wird die NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung des virtuellen Sensors bei dem Schritt S10 vorhergesagt.
  • Der Schritt S10, bei dem die NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung des virtuellen Sensors vorhergesagt wird, wird im Detail mit Bezugnahme auf die angehängte Zeichnung beschrieben.
  • Die Vorhersage der NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung des virtuellen Sensors kann angewandt werden auf das System zum Steuern von NOx.
  • 4 ist ein Flussdiagramm des Vorhersagens einer NOx-Erzeugungsmenge gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 5 ist ein Blockdiagramm des Vorhersagens einer NOx-Erzeugungsmenge gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt, umfasst der Schritt S10, wo gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die NOx-Erzeugungsmenge vorhergesagt wird, das Berechnen einer NO-Erzeugungsrate 300 unter Verwendung eines Verbrennungsdrucks 100 des Motors sowie Fahrvariablen 200 des Motors bei einem Schritt S11, das Erhalten einer NO-Erzeugungsdauer 400 unter Verwendung des Verbrennungsdrucks 100 des Motors bei einem Schritt S12, ein Berechnen der NO-Erzeugungsmenge 500 basierend auf der NO-Erzeugungsrate 300 und der NO-Erzeugungsdauer 400 bei einem Schritt S13 sowie ein Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge bei einem Schritt S14 durch Erhalten der NO2-Erzeugungsmenge basierend auf einem Verhältnis zwischen NO und NO2 gemäß der NO-Erzeugungsmenge 500 und dem Fahrzustand des Motors.
  • Zunächst wird bei dem Schritt S11 die NO-Erzeugungsmenge 300 unter Verwendung des Verbrennungsdrucks 100 von dem Motor und der Fahrvariablen 200 des Motors berechnet.
  • Die Fahrvariablen 200 des Motors umfassen eine Kraftstoffmenge 210 (mKraffstoff), eine Motordrehzahl 220 (RPM), ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis 230 (A11) und eine EGR-Information 240, wie z. B. eine EGR-Menge und eine EGR-Rate (EGR_Rate). Die NO-Erzeugungsrate 300 wird basierend auf den Fahrvariablen 200 des Motors berechnet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die NO-Erzeugungsrate 300 anhand der Gleichung 1 berechnet. Gleichung 1:
    Figure 00130001
  • In der Gleichung 1 ist d[NO]/dt die NO-Erzeugungsrate 300, T ist eine verbranntes-Gas-Temperatur 310, [O2] ist eine Sauerstoff-Konzentration 320 in einer Verbrennungskammer, [N2] ist eine Stickstoff-Konzentration 330 in der Verbrennungskammer, und A und B sind Konstanten, welche durch Experimente oder Analysen erhalten werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann A z. B. 6·1016 und B z. B. –69090 sein.
  • Daher sollten zum Berechnen der NO-Erzeugungsrate 300 (d[NO]/dt) die verbranntes-Gas-Temperatur (T) 310, die Sauerstoffkonzentration [O2] 320 und die Stickstoff-Konzentration [N2] 330 in der Verbrennungskammer bekannt sein.
  • Im Folgenden werden Prozesse zum Erhalten der verbranntes-Gas-Temperatur (T) sowie der Sauerstoff-Konzentration [O2] und der Stickstoff-Konzentration [N2] in der Verbrennungskammer beschrieben.
  • Die verbranntes-Gas-Temperatur (T = Tverbranntes Gas) 310 in der Verbrennungskammer kann berechnet werden unter Berücksichtigung einer adiabatischen Flammentemperatur (Tad) bzw. einer adiabatischen Verbrennungstemperatur sowie eines Temperaturanstiegs des verbrannten Gases in der Verbrennungskammer aufgrund eines Druckanstiegs bei der Verbrennung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die verbranntes-Gas-Temperatur 310 in der Verbrennungskammer anhand der Gleichung 2 berechnet werden. Gleichung 2:
    Figure 00140001
  • In der Gleichung 2 ist Tverbranntes Gas die verbranntes-Gas-Temperatur (T) 310, Tad ist die adiabatische Flammentemperatur, Pi ist ein Druck bei einem Start der Verbrennung, Pmax ist ein maximaler Verbrennungsdruck und k ist ein spezifisches Wärmeverhältnis, d. h. ein Verhältnis CV (spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen) zu Cp (spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck).
  • Pi (der Druck bei dem Start der Verbrennung) und Pmax (der maximale Verbrennungsdruck) können mittels eines Verbrennungsdruck-Sensors des Motors detektiert werden, der den Verbrennungsdruck 100 des Motors detektiert, und Informationen darüber werden umgewandelt in ein elektrisches Signal und an den Steuerabschnitt, wie z. B. die ECU (ECU = „Electric Control Unit” = elektronische Steuereinheit), des Fahrzeugs übermittelt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die adiabatische Flammentemperatur (Tad) in der Gleichung 2 anhand der Gleichung 3 berechnet werden. Tad = (5.7401 × [O2]2 – 4.6043 × [O2] + 1.2616) × TSOC + (–22072 × [O2] + 16718 × [O2] – 302.76) Gleichung 3
  • In der Gleichung 3 ist TSOC eine Temperatur in der Verbrennungskammer bei dem Start der Verbrennung, und [O2] ist die Sauerstoff-Konzentration 320 in der Verbrennungskammer.
  • Wie in 5 gezeigt, wird der Start der Verbrennung (SOC) anhand des Verbrennungsdrucks 100 in der Verbrennungskammer und einer Wärmeabgaberate (HRR) bestimmt, und die Temperatur (TSOC) in der Verbrennungskammer bei dem Start der Verbrennung wird durch Verwendung des bestimmten Starts der Verbrennung (SOC) erhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperatur (TSOC) in der Verbrennungskammer bei dem Start der Verbrennung anhand der Gleichung 3-1 erhalten werden. TSOC = PiV/mR Gleichung 3-1
  • Hierin ist Pi der Druck bei dem Start der Verbrennung und wird von dem Verbrennungsdruck-Sensor des Motors bei dem oben bestimmten Start der Verbrennung (SOC) detektiert wird, und R ist die Gaskonstante der idealen Gasgleichung.
  • Darüber hinaus repräsentiert m eine Menge von einem Gasgemisch in dem Zylinder und kann anhand der Gleichung 3-2 erhalten werden. m = AF × mKraftstoff/(1 – EGR_Rate) Gleichung 3-2
  • Hierbei sind AF ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis 230 und mKraftstoff die Kraftstoff-Menge 210, welche von einem ECU-Signal des Fahrzeugs bekannt sein können. Sowohl AF als auch mKraftstoff werden als die Fahrvariablen 200 des Motors eingegeben bzw. zugeführt.
  • Ferner ist V ein Volumen bei dem Start der Verbrennung und kann anhand der Gleichung 3-3 berechnet werden. Gleichung 3-3:
    Figure 00160001
  • Hierbei ist Vc ein Arbeitsvolumen (oder Totvolumen), Rc ist ein Verdichtungsverhältnis, R ist eine Länge von einer Verbindungsstange (z. B. Pleuelstange), a ist ein Kurbel-Versatz (oder Kurbel-„Offset”), B ist ein Zylinderdurchmesser und S ein Kolbenhub.
  • Daher kann die Temperatur TSOC in der Verbrennungskammer bei dem Start der Verbrennung erhalten werden durch Einsetzen von in und V, welche anhand der Gleichung 3-2 bzw. der Gleichung 3-3 berechnet wurden, in Gleichung 3-1.
  • Ferner sollte die Sauerstoff-Konzentration [O2] in der Verbrennungskammer berechnet werden, um die adiabatische Flammentemperatur (Tad) zu erhalten, und dieser Prozess wird im Folgenden beschrieben.
  • Wenn die Sauerstoff-Konzentration [O2] 320 in der Verbrennungskammer erhalten wird, kann die adiabatische Flammentemperatur (Tad) anhand von Gleichung 3 erhalten werden, wie in 5 gezeigt, und die verbranntes-Gas-Temperatur T = Tverbranntes Gas 310 in der Verbrennungskammer kann ebenso erhalten werden unter der Verwendung der adiabatischen Flammentemperatur (Tad).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Sauerstoff-Konzentration [O2] und die Stickstoff-Konzentration [N2] in der Verbrennungskammer, welche in Gleichung 1 gezeigt sind, anhand der Gleichung 4 berechnet werden. O2_ein = (1 – EGR_Rate) × O2_Luft [vol, %] + EGR_Rate × O2_EGR [vol, %] N2_ein = (1 – EGR_Rate) × N2_Luft [vol, %] + EGR_Rate × N2_EGR [vol, %] Gleichung 4
  • Bei der Gleichung 4 sind O2_ein und N2_ein die Sauerstoff-Konzentration [O2] bzw. die Stickstoff-Konzentration [N2] in der Verbrennungskammer, die EGR_Rate ist die EGR-Rate (z. B. EGR-Quote oder EGR-Verhältnis), O2_Luft [vol, %] und N2_Luft [vol, %] sind die Konzentration von Sauerstoff bzw. Stickstoff in Luft, und O2_EGR [vol, %] und N2_EGR [vol, %] sind die Konzentration von Sauerstoff bzw. Stickstoff in einem EGR-Gas (EGR für Abgasrückführung).
  • Das heißt, die Sauerstoff-Konzentration [O2] 320 in der Verbrennungskammer kann erhalten werden basierend auf der Sauerstoff-Konzentration O2_Luft [vol, %] in der Einlass-Luft bzw. Ansaug-Luft sowie der Sauerstoff-Konzentration O2_EGR [vol, %] in dem EGR-Gas, und die Stickstoff-Konzentration [N2] 330 in der Verbrennungskammer kann erhalten werden basierend auf der Stickstoff-Konzentration N2_Luft [vol, %] in der Einlass-Luft und der Stickstoff-Konzentration N2_EGR [vol, %] in dem EGR-Gas.
  • Die EGR-Rate (EGR_Rate) ist ein Rückführungs-Verhältnis des Abgases, und kann berechnet werden anhand von EGR-Gas-Menge/(EGR-Gas-Menge + Einlass-Luft-Menge)·100 oder von einem Verhältnis zwischen einem Wert, welcher erhalten wird durch Subtrahieren einer Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Atmosphäre von einer Kohlenstoffdioxid-Konzentration in einer Einlass-Leitung bzw. Ansaug-Leitung, und einem Wert, welcher erhalten wird durch Subtrahieren einer Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Atmosphäre von einer Kohlenstoffdioxid-Konzentration in dem Abgas.
  • O2_Luft [vol, %] und N2_Luft [vol, %] sind Konzentrationen von Sauerstoff bzw. Stickstoff in der Einlass/Ansaug-Luft und können ersetzt werden durch die Sauerstoff-Konzentration bzw. Stickstoff-Konzentration in der Atmosphäre bzw. Umgebung.
  • O2_EGR [vol, %] und N2_EGR [vol, %] sind die Sauerstoff-Konzentration bzw. die Stickstoff-Konzentration in dem EGR-Gas und können berechnet werden anhand von Gleichung 4-1 bis Gleichung 4-3. O2_EGR [vol, %] = O2_EGR/Total_Vol N2_EGR [vol, %] = N2_EGR/Total_Vol Total_Vol = O2_EGR + N2_EGR + CO2_EGR + H2O_EGR Gleichung 4-1 O2_EGR = 1 – z N2_EGR = Q CO2_EGR = z × e H2O_EGR = 2 × (1 – e) × z Gleichung 4-2 z = AFstoi/AF e = 4/(4 + y) y = H/C_Verhältnis Gleichung 4-3
  • In der Gleichung 4-3 ist A/F das Luft/Kraftstoff-Verhältnis 230 und gibt ein Verhältnis wieder von einem Gewicht der Luft zu dem des Kraftstoffes, der in der Verbrennung verwendet wird. Gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird AF als eine der Fahrvariablen 200 des Motors detektiert und eingegeben bzw. zugeführt. Darüber hinaus ist AFstoi ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis und wird gemäß einer Art des Kraftstoffes bestimmt. AFstoi ist ein ideales Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines entsprechenden Kraftstoffs. Das y wird bestimmt gemäß der Art des Kraftstoffes und ist definiert als ein Verhältnis von Wasserstoff (H) zu Kohlenstoff (C) (y = H/C_Verhältnis) in jeder molekularen Formel des entsprechenden Kraftstoffes.
  • In der Gleichung 4-2 ist Q ein Komponenten-Verhältnis von Stickstoff in dem EGR-Gas und wird gemäß dem Kraftstoff bestimmt. Zum Beispiel kann Q 3,773 in einem Fall von Diesel-Kraftstoff sein.
  • Das heißt, lediglich dass Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AF) 230 wird detektiert und in die Gleichung 4-1 bis Gleichung 4-3 eingesetzt, und die verbleibenden Q, AFstoi und y werden bestimmt gemäß der Art des Kraftstoffes.
  • Daher können O2_EGR [vol, %] und N2_EGR [vol, %] in Gleichung 4-1 anhand von Gleichung 4-3 und Gleichung 4-2 berechnet werden, und die Sauerstoff-Konzentration [O2] und die Stickstoff-Konzentration [N2] in der Verbrennungs-Kammer können berechnet werden durch Einsetzten von O2_EGR [vol, %] und N2_EGR [vol, %] in Gleichung 4.
  • Wie in 5 gezeigt, wenn die Sauerstoff-Konzentration [O2] 320 in der Verbrennungskammer, welche bei dem obenerwähnten Prozess erhalten wird, in Gleichung 3 eingesetzt wird, kann die adiabatische Flammentemperatur (Tad) berechnet werden, und die verbranntes-Gas-Temperatur (T) 310 wird berechnet anhand der Gleichung 2 basierend auf Tad.
  • Das heißt, da die verbranntes-Gas-Temperatur (T) 310, die Sauerstoff-Konzentration [O2] 320 und die Stickstoff-Konzentration [N2] 330 berechnet werden können, kann auch die NO-Erzeugungsrate (d[NO]/dt) 300 berechnet werden, durch Einsetzen dieser Werte in Gleichung 1, gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Darüber hinaus wird bei dem Schritt S12 unter Verwendung des Verbrennungsdrucks des Motors 100 die NO-Erzeugungsdauer 400 erhalten.
  • Die NO-Erzeugungsdauer 400 wird erhalten durch Anwenden eines Phänomens, dass die NO-Erzeugung ähnlich ist einer Änderung von MFB (MFB = „Mass Fraction Burned” = verbrannte Massenfraktion bzw. verbrannter Massenanteil). Zu diesem Zweck wird die Wärmeabgaberate (HRR) anhand des Verbrennungsdrucks 100 des Motors erhalten, die Wärmeabgaberate (HRR) wird integriert, und MFB wird berechnet basierend auf einem Punkt, wo die Wärmeabgaberate maximiert ist bzw. maximal ist, wie in 5 gezeigt.
  • Der Verbrennungsdruck wird analysiert, um ein Diagramm zu zeichnen (Ein-Punkt-Linie in 7), zum Wiedergeben der Änderung von MFB, und die NO-Erzeugungsdauer 400 wird unter Verwendung des Diagramms bestimmt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die NO-Erzeugungsdauer 400 erhalten werden unter Verwendung einer 40–80 MFB-Region oder einer 50–90 MFB-Region. Wenn angenommen wird, dass die NO-Erzeugungsdauer 400 eine Region ist, wo 20%–90% des NO erzeugt wird, ist eine Region von MFB, welche der Region entspricht, die 40–80 MFB-Region, wie in 7 gezeigt ist. Daher kann die NO-Erzeugungsdauer 400 effektiv erhalten werden unter Verwendung der 40–80 MFB-Region oder der 50–90 MFB-Region. Das heißt, die NO-Erzeugungsdauer 400 ist eine Zeitdauer, welche der 40–80 MFB-Region oder der 50–90 MFB-Region entspricht.
  • Wenn die NO-Erzeugungsdauer 400 erhalten ist, wird die NO-Erzeugungsmenge 500 basierend auf der NO-Erzeugungsrate (d[NO]/dt 300), welche von Gleichung 1 erhalten wird, und der NO-Erzeugungsdauer (t) 400 bei dem Schritt S13 berechnet, wie in 8 gezeigt.
  • Anschließend wird bei dem Schritt S14 die NOx-Erzeugungsmenge 600 vorhergesagt durch Erhalten der NO2-Erzeugungsmenge basierend auf einem Verhältnis zwischen NO und NO2 gemäß der NO-Erzeugungsmenge 500 und dem Fahrzustand des Motors.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die NO2-Erzeugungsmenge mittels des Verhältnisses zwischen der NO-Erzeugungsmenge 500 und der NO2-Erzeugungsmenge gemäß den Fahrzuständen des Motors von einer empirischen Formel erhalten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die NOx-Erzeugungsmenge 600 vorhergesagt werden durch Addieren der NO-Erzeugungsmenge 500 und der NO2-Erzeugungsmenge.
  • Anschließend wird die vorhergesagte NOx-Erzeugungsmenge mit der vorbestimmten NOx-Zielmenge bei dem Schritt S20 verglichen, wie in 3 gezeigt. Die NOx-Zielmenge kann gemäß den Umgebungsbedingungen oder den Fahrzuständen des Fahrzeugs geändert werden, und kann vor-definiert sein unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen oder der Fahrzustände des Fahrzeugs.
  • Wenn die NOx-Vorhersagemenge von der NOx-Zielmenge abweicht, wird die NOx-Erzeugungsmenge gesteuert, sodass die NOx-Vorhersagemenge der NOx-Zielmenge folgt, bei dem Schritt S30.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird das Fahrzeug gesteuert, sodass das Fahrzeug bei einem Schritt S31 in den Kraftstoffverbrauchs- oder den Abgabeverbesserungs-Modus eintritt, wenn die NOx-Vorhersagemenge kleiner ist als die NOx-Zielmenge, und das Fahrzeug gesteuert, sodass das Fahrzeug bei einem Schritt S32 in den Ausstoß-Modus eintritt, wenn die NOx-Vorhersagemenge größer ist als die NOx-Zielmenge, wie in 3 gezeigt.
  • Wie aus Gleichung 1 bekannt ist, wenn die verbranntes-Gas-Temperatur (T), die Sauerstoff-Konzentration [O2] und die Stickstoff-Konzentration [N2] gesteuert werden, kann die NO-Erzeugungsrate gesteuert werden, und folglich kann auch die NOx-Erzeugungsmenge gesteuert werden.
  • Insbesondere haben die Sauerstoff-Konzentration [O2] und die verbranntes-Gas-Temperatur (T) einen größeren Einfluss auf die NOx-Erzeugungsmenge als die Stickstoff-Konzentration [N2], wie in 6 gezeigt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die NOx-Erzeugungsmenge daher gesteuert werden, indem die Sauerstoff-Konzentration [O2] und die verbranntes-Gas-Temperatur (T) geändert werden. Zu diesem Zweck kann zumindest eine von der Kraftstoffmenge, der Kraftstoffeinspritzzeit, der EGR-Rate und dem Ladedruck des Fahrzeugs gesteuert werden. Üblicherweise wird die verbranntes-Gas-Temperatur (T) gemäß der Sauerstoff-Konzentration [O2], der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit bestimmt, und die Sauerstoff-Konzentration [O2] wird bestimmt gemäß der EGR-Rate und des Ladedrucks.
  • Zum Beispiel ist die Beziehung zwischen der EGR-Rate oder der Kraftstoffeinspritzzeit und der NOx-Erzeugungsmenge in 2 dargestellt. Der Steuerabschnitt, wie z. B. die ECU des Fahrzeugs, kann die NOx-Erzeugungsmenge steuern durch Steuern der Kraftstoffmenge, der Kraftstoffeinspritzzeit, der EGR-Rate und des Ladedrucks des Fahrzeugs unter Berücksichtigung dieser Beziehung.
  • Ferner kann das Verfahren zum Steuern von NOx gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kontinuierlich wiederholt werden, während das Fahrzeug fährt.
  • Wie oben beschrieben, können ein System und ein verfahren zum Steuern von NOx gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einiger/weniger Variablen eine NOx-Menge vorhersagen, welche bei einer Verbrennung erzeugt wird, ohne komplexe Berechnungsprozesse und Annahmen. Darüber hinaus kann das NOx aufgrund von verkürzten Berechnungsperioden in Echtzeit vorhergesagt werden. Da die NOx-Zielmenge gemäß einem Fahrzustand gesetzt wird, unter Berücksichtigung der vorhergesagten NOx-Erzeugungsmenge, kann NOx-Abgas reduziert werden und eine Emissionsleistung verbessert werden. Darüber hinaus kann eine Technik zum Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors auf NOx-Nachbehandlungsvorrichtungen, wie z. B. LNT oder SCR, angewandt werden.
  • Zur leichteren Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen wurden die Ausdrücke oben oder unten, vorne oder hinten, innen oder außen etc. verwendet, um Merkmale der als Beispiel dienenden Ausführungsformen mit Bezug auf deren Position, wie sie in den Figuren gezeigt ist, zu beschrieben.
  • Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder dazu dienen, die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen zu beschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2011-0122438 [0001]

Claims (15)

  1. Ein Verfahren zum Steuern/Regeln von Stickoxid (NOx), aufweisend: Vorhersagen einer NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors; Vergleichen der vorhergesagten NOx-Erzeugungsmenge mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge; und Steuern/Regeln der NOx-Erzeugung, sodass die vorhergesagte NOx-Erzeugungsmenge der NOx-Zielmenge folgt.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, welches während des Fahrens eines Fahrzeugs kontinuierlich wiederholt wird.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die NOx-Erzeugung derart gesteuert/geregelt wird, dass das Fahrzeug in einen Kraftstoff-Verbrauchs-Modus oder einen Abgabe/Leistungs-Verbesserungs-Modus eintritt, wenn die vorhergesagte NOx-Erzeugungsmenge kleiner ist als die NOx-Zielmenge, und das Fahrzeug in einen Ausstoß-Modus eintritt, wenn die vorhergesagte NOx-Erzeugungsmenge größer ist als die NOx-Zielmenge.
  4. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung/Regelung der NOx-Erzeugungsmenge durchgeführt wird durch Steuern von zumindest einer von einer Kraftstoffmenge, einer Kraftstoffeinspritzzeit, einer EGR-Rate und einem Ladedruck.
  5. Das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge aufweist: Berechnen einer NO-Erzeugungsrate unter Verwendung eines Verbrennungsdrucks von einem Motor sowie Fahrvariablen des Motors; Erhalten einer NO-Erzeugungsdauer unter Verwendung des Verbrennungsdrucks des Motors; Berechnen einer NO-Erzeugungsmenge basierend auf der NO-Erzeugungsrate und der NO-Erzeugungsdauer und Vorhersagen der NOx-Erzeugungsmenge durch Erhalten einer NO2-Erzeugungsmenge basierend auf einem Verhältnis zwischen NO und NO2 gemäß der NO-Erzeugungsmenge und einem Fahrzustand des Motors.
  6. Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Fahrvariablen des Motors zumindest eine von einer Kraftstoffmenge, einer Motordrehzahl (RPM), einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AF) und einer EGR-Information aufweisen.
  7. Das Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die NO-Erzeugungsrate berechnet wird anhand von:
    Figure 00270001
    wobei d[NO]/dt die NO-Erzeugungsrate bezogen auf die Zeit ist, T eine verbranntes-Gas-Temperatur ist, [O2] eine Sauerstoff-Konzentration in einer Verbrennungskammer ist, [N2] eine Stickstoff-Konzentration in der Verbrennungskammer ist und A und B Konstanten sind.
  8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, wobei die NO-Erzeugungsdauer erhalten wird unter Verwendung von einem 40–80 MFB-Bereich oder einem 50–90 MFB-Bereich.
  9. Ein System zum Steuern/Regeln von NOx, aufweisend: einen Messabschnitt (10) zum Vorhersagen einer NOx-Erzeugungsmenge unter Verwendung eines virtuellen Sensors; einen Bestimmungsabschnitt (20) zum Vergleichen der vorhergesagten NOx-Erzeugungsmenge mit einer vorbestimmten NOx-Zielmenge und einen Steuer/Regel-Abschnitt (30) zum Steuern/Regeln der vorhergesagten NOx-Erzeugungsmenge, sodass diese der NOx-Zielmenge folgt.
  10. Das System nach Anspruch 9, wobei der Steuer/Regel-Abschnitt angepasst ist, um ein Fahrzeug derart zu steuern, dass dieses in einen Kraftstoff-Verbrauchs-Modus oder einen Abgabe/Leistungs-Verbesserungs-Modus eintritt, wenn die vorhergesagte NOx-Erzeugungsmenge kleiner ist als die NOx-Zielmenge, und das Fahrzeug in einen Ausstoß-Modus eintritt, wenn die vorhergesagte NOx-Erzeugungsmenge größer ist als die NOx-Zielmenge.
  11. Das System nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Steuer/Regel-Abschnitt die NOx-Erzeugungsmenge durch Steuern von zumindest einer von einer Kraftstoffmenge, einer Kraftstoffeinspritzzeit, einer EGR-Rate und einem Lagedruck steuert/regelt.
  12. Das System nach einem der Ansprüche 9–11, wobei der virtuelle Sensor angepasst ist, um eine NO-Erzeugungsrate unter Verwendung von einem Verbrennungsdruck eines Motors und Fahrvariablen des Motors zu berechnen, um eine NO-Erzeugungsdauer unter Verwendung des Verbrennungsdrucks des Motors zu erhalten, um eine NO-Erzeugungsmenge basierend auf der NO-Erzeugungsdauer zu berechnen und um die NOx-Erzeugungsmenge vorherzusagen durch Erhalten einer NO2-Erzeugungsmenge basierend auf einem Verhältnis zwischen NO und NO2 gemäß der NO-Erzeugungsmenge und einem Fahrzustand des Motors.
  13. Das System nach Anspruch 12, wobei die Fahrvariablen des Motors zumindest eine von einer Kraftstoffmenge, einer Motordrehzahl (RPM), einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AF) und einer EGR-Information aufweisen.
  14. Das System nach Anspruch 12 oder 13, wobei die NO-Erzeugungsrate berechnet wird anhand von:
    Figure 00290001
    wobei d[NO]/dt die NO-Erzeugungsrate bezogen auf die Zeit ist, T eine verbranntes-Gas-Temperatur ist, [O2] eine Sauerstoff-Konzentration in einer Verbrennungskammer ist, [N2] eine Stickstoff-Konzentration in der Verbrennungskammer ist und A und B Konstanten sind.
  15. Das System nach einem der Ansprüche 12–14, wobei die NO-Erzeugungsdauer unter Verwendung eines 40–80 MFB-Abschnitts oder eines 50–90 MFB-Abschnitts erhalten wird.
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