KR101734240B1 - 녹스 발생량 예측 장치 및 이를 이용한 녹스 발생량 예측 방법 - Google Patents

녹스 발생량 예측 장치 및 이를 이용한 녹스 발생량 예측 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 녹스 발생량 예측 방법은 녹스 발생량 예측 장치가 디젤 엔진의 녹스(NOx) 발생량을 예측하는 방법에서, 엔진 운전 변수를 이용하여 혼합기 가스조성비 및 화염 온도를 예측하고, 상기 혼합기 가스조성비 및 상기 화염 온도를 이용하여 NO 발생률을 계산하는 단계, 상기 NO 발생률을 이용해서 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산하는 단계, 그리고 상기 NO 발생률 및 상기 NO 발생 농도를 이용해서 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하는 단계를 포함한다.

Description

녹스 발생량 예측 장치 및 이를 이용한 녹스 발생량 예측 방법{DEVICE AND METHOD OF PREDICTING NOx GENERATION AMOUNT}
본 발명은 디젤 엔진의 녹스 발생량 예측 장치 및 이를 이용한 녹스 발생량 예측 방법에 관한 것이다.
내연 기관을 구비하는 차량에서의 오염물 배출 허용에 관한 법규들이 점점 더 엄격해지면서, 내연 기관의 동작 동안 오염물 배출을 가능한 한 낮게 유지하는 것이 요구되고 있다. 오염물 배출을 줄이는 방법들 중 하나는 내연 기관의 각 실린더에서 공기/연료 혼합물의 연소 동안 발생하는 오염물 배출을 줄이는 것이다.
상기 방법들 중 다른 하나는 내연 기관 내 배기 가스 후처리 시스템을 사용하는 것이다. 배기 가스 후처리 시스템은 각각의 실린더에서 공기/연료 혼합물의 연소 동안 발생한 오염물을 무해한 물질로 변환한다. 이런 목적으로 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물을 무해한 물질로 변환하는 촉매 컨버터들이 사용된다.
이러한 배기 가스 촉매 컨버터를 사용하여 효율적으로 오염 성분을 변환하기 위해서는 엔진에서 발생하는 질소산화물 즉, 녹스(Nitrogen Oxides)의 양을 정확하게 측정하는 것이 필요하다.
종래기술의 경우 녹스의 양을 예측하기 위하여 별도로 배기 분석 장치나, 녹스 측정을 위한 센서를 구비하였다. 그러나 상기와 같은 배기 분석 장치나 녹스 측정 센서를 별도로 구비할 경우 비용이 상승되는 문제가 있었고, 엔진 배기가스 내의 조성물들이 배기 분석 장치나 녹스 센서를 오염시킴으로써 센서 자체가 오작동되는 문제가 있었다.
또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래 녹스 예측 기술이 제시되었으나, 이러한 종래 기술들의 경우 지나치게 복잡한 계산과정을 통하거나, 단순화된 열발생율 식으로부터 계산된 온도를 이용하여 녹스를 예측하기 때문에 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 종래 기술은 엔진이 정상 상태일 때 측정된 값을 기준으로 녹스의 양을 예측하므로, 엔진간 편차 및 환경 조건 편차 등에 의해 실제 발생량과 예측량의 오차가 발생하는 어려움이 있었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 연소압력 및 엔진의 운전 변수를 이용하여 별도의 배기 분석 장치나 녹스 측정 센서 없이도 실시간으로 정확하게 녹스의 양을 예측할 수 있는 디젤 엔진의 녹스 발생량 예측 장치 및 이를 이용한 녹스 발생량 예측 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 녹스 발생량 예측 방법은 녹스 발생량 예측 장치가 디젤 엔진의 녹스(NOx) 발생량을 예측하는 방법에서, 엔진 운전 변수를 이용하여 혼합기 가스조성비 및 화염 온도를 예측하고, 상기 혼합기 가스조성비 및 상기 화염 온도를 이용하여 NO 발생률을 계산하는 단계, 상기 NO 발생률을 이용해서 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산하는 단계, 그리고 상기 NO 발생률 및 상기 NO 발생 농도를 이용해서 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하는 단계를 포함한다.
상기 엔진 운전 변수는, 파일롯(pilot) 연료량, 파일롯 분사시기, 파일롯 분사기간, 전체연료량, 메인 분사기간, 메인 분사시기, 엔진 회전수(RPM), 공연비(AF) 및 EGR 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 NO 발생률을 계산하는 단계는, 상기 엔진 운전 변수를 이용하여 연료와 공기가 혼합되어 화염이 발생하는 화염면의 혼합기 가스조성비를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 NO 발생률을 계산하는 단계는, 파일롯 분사에 의한 실린더 내부의 상기 혼합기 가스조성비의 변화를 고려하여 연소실의 상기 화염 온도를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 NO 발생률을 계산하는 단계는, 상기 화염 온도와 상기 연소실 내의 산소 농도 및 질소 농도를 이용하여 상기 NO 발생률을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산하는 단계는, 상기 전체 연료량 및 상기 엔진 회전수를 이용해서 NO 생성시간 및 NO 생성면적을 도출하는 단계, 그리고 상기 NO 발생률, 상기 NO 생성시간 및 상기 NO 생성면적을 이용해서 상기 NO 발생 농도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 NO 예측량을 예측하는 단계는, 상기 NO 발생률 및 상기 화염 부근의 NO 발생 농도를 이용해서 화염 부근의 NO 발생량을 예측하고, 상기 화염 부근의 NO 발생량을 실린더 전체 농도로 보정하여 실린더 전체의 NO 예측량을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 NO 예측량을 예측하는 단계는, 상기 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 녹스 발생량 예측 장치는 디젤 엔진의 엔진 운전 변수를 수집하는 운전 변수 수집부, 상기 엔진 운전 변수를 이용해 파일롯 분사에 의한 화염 부근에서의 NO 발생률 및 NO 발생 농도를 계산하는 계산부, 그리고 상기 NO 발생률 및 상기 NO 발생 농도를 이용해서 화염 부근에서의 NO 발생량을 예측하고, 상기 화염 부근에서의 NO 발생량으로부터 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 계산부는, 상기 엔진 운전 변수를 이용하여 혼합기 가스조성비 및 화염 온도를 예측하고, 상기 혼합기 가스조성비 및 상기 화염 온도를 이용하여 NO 발생률을 계산하는 NO 발생률 계산부를 포함할 수 있다.
상기 계산부는, 상기 전체 연료량 및 상기 엔진 회전수를 이용해서 NO 생성시간 및 NO 생성면적을 도출하고, 상기 NO 발생률, 상기 NO 생성시간 및 상기 NO 생성면적을 이용해서 상기 NO 발생 농도를 계산하는 NO 발생 농도 계산부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 화염 부근에서의 NO 발생량으로부터 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하는 예측부를 포함할 수 있다.
상기 예측부는, 상기 화염 부근의 NO 발생량을 실린더 전체 농도로 보정하여 실린더 전체의 NO 예측량을 도출하는 농도 보정부를 포함할 수 있다.
상기 예측부는, 상기 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화시키는 선형화부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 파일롯 분사에 의한 화염 부근의 NO 발생률과 NO 발생 농도를 계산해 화염 부근의 NO 발생량을 예측하고, 화염 부근의 NO 발생량으로 실린더 전체의 NO 예측량을 예측함으로써, 실시간으로 녹스 양을 정확하게 예측할 수 있는 환경을 제공한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치가 녹스 발생량을 예측하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 화염 영역을 도시한 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따른 NO 예측량을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 혼합기 가스조성비를 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이다.
도 7은 도 6에서 NO 발생 면적을 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이다.
도 8는 도 7에서 실린더 전체 농도를 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이다.
도 9은 도 8에서 NO 소멸 반응을 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 종류의 보트나 선박을 포함하는 배, 항공기 및 이와 유사한 것을 포함하는 자동차를 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.
추가적으로, 몇몇 방법들은 적어도 하나의 제어기에 의하여 실행될 수 있다. 제어기라는 용어는 메모리와, 알고리즘 구조로 해석되는 하나 이상의 단계들을 실행하도록 된 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 언급한다. 상기 메모리는 알고리즘 단계들을 저장하도록 되어 있고, 프로세서는 아래에서 기재하는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위하여 상기 알고리즘 단계들을 특별히 실행하도록 되어 있다.
더 나아가, 본 발명의 제어 로직은 프로세서, 제어기 또는 이와 유사한 것에 의하여 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단 상의 일시적이지 않고 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단의 예들은, 이에 한정되지는 않지만, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 플래쉬 드라이브, 스마트 카드 및 광학 데이터 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 재생 매체는 네트웍으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 예를 들어 텔레매틱스 서버나 CAN(Controller Area Network)에 의하여 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다.
이제 도 1 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 디젤 엔진의 녹스 발생량 예측 장치 및 이를 이용한 녹스 발생량 예측 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 녹스 발생량 예측 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치(100)는 본 발명의 한 실시예에 따라 운전 변수 수집부(110), 계산부(120) 및 제어부(130)을 포함한다.
운전 변수 수집부(110)는 디젤 엔진의 엔진 운전 변수를 수집하고, 수집된 엔진 운전 변수 정보를 제어부(130)에 제공한다. 여기서, 엔진 운전 변수는 파일롯(pilot) 연료량, 파일롯 분사시기, 파일롯 분사기간, 전체연료량, 메인 분사기간, 메인 분사시기, 엔진 회전수(RPM), 공연비(AF) 및 EGR 중 적어도 하나를 포함한다.
계산부(120)는 상기 엔진 운전 변수를 이용해 파일롯 분사에 의한 화염 부근에서의 NO 발생률 및 NO 발생 농도를 계산한다.
계산부(120)는 본 발명의 한 실시예에 따라 NO 발생률 계산부(122) 및 NO 발생 농도 계산부(124)를 포함한다.
NO 발생률 계산부(122)는 엔진 운전 변수를 이용하여 혼합기 가스조성비 및 화염 온도를 예측하고, 혼합기 가스조성비 및 상기 화염 온도를 이용하여 화염 부근의 NO 발생률을 계산한다.
NO 발생 농도 계산부(124)는 실린더에 분사된 전체 연료량 및 엔진 회전수(RPM)를 이용해서 NO 생성시간 및 NO 생성면적을 도출한다. 그리고, NO 발생 농도 계산부(124)는 상기 NO 발생률, 상기 NO 생성시간 및 상기 NO 생성면적을 이용해서 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산한다.
제어부(130)는 화염 부근의 NO 발생률 및 NO 발생 농도를 이용해서 화염 부근에서의 NO 발생량을 예측하고, 상기 화염 부근에서의 NO 발생량으로부터 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하도록 제어한다.
제어부(130)는 본 발명의 한 실시예에 따라 예측부(132)를 포함한다.
예측부(132)는 화염 부근에서의 NO 발생량으로부터 실린더 전체의 NO 예측량을 예측한다.
예측부(132)는 본 발명의 한 실시예에 따라 농도 보정부(134) 및 선형화부(136)를 포함한다.
농도 보정부(134)는 화염 부근의 NO 발생량을 실린더 전체 농도로 보정하여 실린더 전체의 NO 예측량을 도출한다.
그리고, 선형화부(136)는 N2O에 의한 NO 생성 반응 또는 NO 소멸(decomposition) 반응 중 적어도 하나를 고려해서, 상기 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화킨다.
이러한 목적을 위하여, 제어부(130)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치가 녹스 발생량을 예측하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치(100)는 파일롯 분사에 의한 혼합기 가스 조성비 예측한다(S102). 녹스 발생량 예측 장치(100)는 엔진 운전 변수를 이용하여 연료와 공기가 혼합되어 화염이 발생하는 화염면의 혼합기 가스조성비를 예측할 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 디젤 엔진에서는 소음과 PM(Particular Matters) 발생량 조절을 위해 주분사(main) 이전의 파일롯 분사(Pilot1, Pilot2)와 주분사(main)이후의 후분사(post)를 이용한다. 그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치(100)는 파일롯 분사(Pilot1, Pilot2)에 따른 화염 부근의 NO 발생량을 예측하고, 이로부터 실린더 전체의 NO 예측량을 예측할 수 있다.
그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치(100)는 파일롯 분사에 의한 실린더 내부의 상기 혼합기 가스조성비의 변화를 고려하여 연소실의 상기 화염 온도를 예측한다(S104).
이때, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 하기 수학식 1을 통해 연소실의 상기 화염 온도를 계산한다.
Figure 112016129262328-pat00015
여기서, Tflame은 화염 온도(T)이고, Tad는 단열 화염 온도이며, Pi는 연소시작시점의 압력이고, Pmax는 최고 연소압이며, K는 연소된 가스(burned gas)의 비열비 (specific heat ratio)이다.
그리고, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 화염 온도와 상기 연소실 내의 산소 농도 및 질소 농도를 이용하여 상기 NO 발생률을 계산한다(S106). 녹스 발생량 예측 장치(100)는 파일롯 분사로 인한 실린더 내 혼합기 가스조성비 변화를 고려한 화염 온도 T를 이용해 NO 발생률을 계산한다.
이때, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 하기 수학식 2를 통해 연소실의 NO 발생률을 계산한다.
Figure 112015121265254-pat00002
여기서,, d[NO]/dt는 시간에 따른 NO 발생률이고, T는 화염 온도이며, [O2]는 엔진 장착센서로부터 측정한 값이고, [N2]는 연소실 내 질소 농도이며, A와 B는 상수이다.
또한, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 NO 발생률을 이용해 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산한다(S108). 녹스 발생량 예측 장치(100)는 실린더에 분사된 전체 연료량 및 엔진 회전수를 이용해서 NO 생성시간 및 NO 생성면적을 도출한다. 그리고, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 상기 NO 발생률, 상기 NO 생성시간 및 상기 NO 생성면적을 이용해서 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산할 수 있다.
녹스 발생량 예측 장치(100)는 하기 수학식 3을 통해 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산한다.
Figure 112016129262328-pat00016
여기서, NOmol 는 화염 부근의 NO 발생 농도이고, S는 화염 부근의 NO 생성 면적이며, T는 화염 생성 시간이고, mfuel 은 실린더에 분사된 연료량이고, RPM은 엔진 회전수이다.
녹스 발생량 예측 장치(100)는 화염 부근의 NO 발생률 및 화염 부근의 NO 발생 농도를 이용해 화염 부근의 NO 발생량을 예측한다(S110).
그리고, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 화염 부근의 NO 발생량을 실린더 전체 농도로 보정하여 실린더 전체의 NO 예측량을 도출한다(S112).
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 화염 영역을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 실린더(S)에는 화염이 발생한 화염 영역(A)과 화염이 발생하지 않은 미연소 영역(B)을 포함한다. 여기서, 녹스 발생량 예측 장치(100)가 NO 발생 농도를 구한 부분은 화염 영역(A)이다.
따라서, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 농도 보정을 통해 화염이 발생한 화염 영역(A)과 화염이 발생하지 않은 미연소 영역(B)을 모두 고려해 실린더 전체의 NO 예측량을 계산된다.
녹스 발생량 예측 장치(100)는 하기 수학식 4를 통해 실린더 전체의 NO 예측량을 계산한다.
Figure 112016129262328-pat00017
여기서, NO는 실린더 전체의 NO 예측량이고, NOmol 는 화염 부근의 NO 발생 농도이고, VolumeA는 화염 영역의 부피이며, PHI는 연소실 압력이며, TA는 화염 영역(A)의 화염 온도이고, TB는 미연소 영역(B)의 온도이다.
그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치(100)는 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화시킨다(S114).
녹스 발생량 예측 장치(100)는 N2O에 의한 NO 생성 반응을 고려해서, 상기 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화시킬 수 있다.
하기의 수학식 5는 본 발명의 한 실시예가 적용되는 N2O에 의한 NO 생성 반응을 나타낸다.
Figure 112015121265254-pat00005
또한, 녹스 발생량 예측 장치(100)는 역반응에 의해 NO가 소멸하는 NO 소멸(decomposition) 반응을 고려해서, 상기 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화시킬 수 있다.
도 5는 종래 기술에 따라 NO 예측량을 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 혼합기 가스조성비를 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이다.
도 7은 도 6에서 NO 발생 면적을 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이고, 도 8는 도 7에서 실린더 전체 농도를 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이며, 도 9은 도 8에서 NO 소멸 반응을 고려해서 구한 실린더 전체의 NO 예측량을 도시한 그래프이다.
도 6 내지 도 9에서와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치(100)는 파일롯 분사에 의한 혼합기 가스조성비 변화, NO 발생 면적, 실린더 전체 농도 및 NO 소멸 반응 등을 순차적으로 고려한다. 그리고, 이를 통해, 본 발명의 한 실시예에 따른 녹스 발생량 예측 장치(100)는 NO 예측량을 NO 설정값인 NO 측정값과 선형화시켜 실린더 전체의 녹스 양을 정확히 예측할 수 있다.
이와 같이, 파일롯 분사에 의한 화염 부근의 NO 발생률과 NO 발생 농도를 계산해 화염 부근의 NO 발생량을 예측하고, 화염 부근의 NO 발생량으로 실린더 전체의 NO 예측량을 예측함으로써, 실시간으로 녹스 양을 정확하게 예측할 수 있는 환경을 제공한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 녹스 발생량 예측 장치가 디젤 엔진의 녹스(NOx) 발생량을 예측하는 방법에서,
    엔진 운전 변수를 이용하여 혼합기 가스조성비 및 화염 온도를 예측하고, 상기 혼합기 가스조성비 및 상기 화염 온도를 이용하여 NO 발생률을 계산하는 단계,
    상기 NO 발생률을 이용해서 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산하는 단계, 그리고
    상기 NO 발생률 및 상기 NO 발생 농도를 이용해서 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하는 단계
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 엔진 운전 변수는,
    파일롯(pilot) 연료량, 파일롯 분사시기, 파일롯 분사기간, 전체연료량, 메인 분사기간, 메인 분사시기, 엔진 회전수(RPM), 공연비(AF) 및 EGR률 중 적어도 하나를 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 NO 발생률을 계산하는 단계는,
    상기 엔진 운전 변수를 이용하여 연료와 공기가 혼합되어 화염이 발생하는 화염면의 혼합기 가스조성비를 예측하는 단계
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 NO 발생률을 계산하는 단계는,
    파일롯 분사에 의한 실린더 내부의 상기 혼합기 가스조성비의 변화를 고려하여 연소실의 상기 화염 온도를 도출하는 단계
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 NO 발생률을 계산하는 단계는,
    상기 화염 온도와 상기 연소실 내의 산소 농도 및 질소 농도를 이용하여 상기 NO 발생률을 도출하는 단계
    를 더 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  6. 제2항에서,
    상기 화염 부근의 NO 발생 농도를 계산하는 단계는,
    상기 전체 연료량 및 상기 엔진 회전수를 이용해서 NO 생성시간 및 NO 생성면적을 도출하는 단계, 그리고
    상기 NO 발생률, 상기 NO 생성시간 및 상기 NO 생성면적을 이용해서 상기 NO 발생 농도를 계산하는 단계
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  7. 제2항에서,
    상기 NO 예측량을 예측하는 단계는,
    상기 NO 발생률 및 상기 화염 부근의 NO 발생 농도를 이용해서 화염 부근의 NO 발생량을 예측하고, 상기 화염 부근의 NO 발생량을 실린더 전체 농도로 보정하여 실린더 전체의 NO 예측량을 도출하는 단계
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 NO 예측량을 예측하는 단계는,
    상기 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화시키는 단계
    를 더 포함하는 녹스 발생량 예측 방법.
  9. 디젤 엔진의 엔진 운전 변수를 수집하는 운전 변수 수집부,
    상기 엔진 운전 변수를 이용해 파일롯 분사에 의한 화염 부근에서의 NO 발생률 및 NO 발생 농도를 계산하는 계산부, 그리고
    상기 NO 발생률 및 상기 NO 발생 농도를 이용해서 화염 부근에서의 NO 발생량을 예측하고, 상기 화염 부근에서의 NO 발생량으로부터 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 계산부는,
    상기 엔진 운전 변수를 이용하여 혼합기 가스조성비 및 화염 온도를 예측하고, 상기 혼합기 가스조성비 및 상기 화염 온도를 이용하여 NO 발생률을 계산하는 NO 발생률 계산부
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 계산부는,
    실린더에 분사된 전체 연료량 및 엔진 회전수를 이용해서 NO 생성시간 및 NO 생성면적을 도출하고, 상기 NO 발생률, 상기 NO 생성시간 및 상기 NO 생성면적을 이용해서 상기 NO 발생 농도를 계산하는 NO 발생 농도 계산부
    를 더 포함하는 녹스 발생량 예측 장치.
  12. 제9항에서,
    상기 제어부는,
    상기 화염 부근에서의 NO 발생량으로부터 실린더 전체의 NO 예측량을 예측하는 예측부
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 예측부는,
    상기 화염 부근의 NO 발생량을 실린더 전체 농도로 보정하여 실린더 전체의 NO 예측량을 도출하는 농도 보정부
    를 포함하는 녹스 발생량 예측 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 예측부는,
    상기 실린더 전체의 NO 예측량을 기설정된 NO 설정값과 선형화시키는 선형화부
    를 더 포함하는 녹스 발생량 예측 장치.
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