KR20190098572A - 디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치 - Google Patents

디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

보다 빠르고 정확하게 디젤 엔진의 특성을 분석할 수 있는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 디젤 엔진 시뮬레이션 방법은 디젤 엔진의 배기 가스 압력값 및 온도값, EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적값, 상기 EGR 장치의 배출 가스의 압력값을 이용하여, 상기 EGR 장치에 의해 순환되는 순환 가스의 제1공기 유량율값을 계산하는 단계; 상기 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값에서, 상기 제1공기 유량율값을 차감하여 차감값을 생성하는 단계; 및 상기 차감값 및 상기 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 상기 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산하는 단계를 포함한다.

Description

디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치{SIMULATION METHOD AND DEVICE FOR DISEL ENGINE}
본 발명은 디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보다 빠르게 디젤 엔진의 특성을 분석할 수 있는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것이다.
자동차 관련 산업에서 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 높은 출력, 연비와 내구성의 장점 때문에 적용 사례가 늘고 있다. 그러나 점점 강해지는 배기가스 규제를 만족시키기 위해 더 복잡한 엔진 제어 시스템을 필요로 한다. 배기가스 재순환(EGR, Exhaust Gas Recirculation)과 가변형 터보차져(VGT, Variable Geometry Turbocharger)를 제어하는 것이 그 방법들 중 하나이다.
그리고 이러한 엔진 제어를 위해 디젤엔진의 공기순환계 모델, 평균값 엔진 모델 등을 이용하여 시뮬레이션을 수행하는데, 디젤 엔진 공기순환계 모델의 경우 계산이 복잡하고 시뮬레이션 시간이 오래 걸려 디젤 엔진에 대한 실시간 제어를 수행하기 어렵다. 또한 배기가스 재순환 장치와 과급기를 함께 고려하여 디젤 엔진의 특성을 분석하는 연구 또한 부족하다.
관련 선행문헌으로 특허 문헌인 대한민국 공개특허 제2018-0012534호, 비특허 문헌인 "평균값 모델을 활용한 WGT 디젤엔진의 과급압력 및 EGR율 보정 방법 개발, 정재우, 김남호, 임창현, 김덕진, 김기용, 한국자동차공학회논문집 제24권 제3호, 2016.5, 319-329"가 있다.
본 발명은 보다 빠르고 정확하게 디젤 엔진의 특성을 분석할 수 있는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 질소 산화물의 배출량을 고려하여 디젤 엔진의 동력 분배 제어를 지원할 수 있는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디젤 엔진의 배기 가스 압력값 및 온도값, EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적값, 상기 EGR 장치의 배출 가스의 압력값을 이용하여, 상기 EGR 장치에 의해 순환되는 순환 가스의 제1공기 유량율값을 계산하는 단계; 상기 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값에서, 상기 제1공기 유량율값을 차감하여 차감값을 생성하는 단계; 및 상기 차감값 및 상기 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 상기 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산하는 단계를 포함하는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법이 제공된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 운전자의 요구 토크값 및 디젤 엔진의 회전 속도값을 수신하는 데이터 수신부; 디젤 엔진의 배기 가스 압력값 및 온도값, EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적값, 상기 EGR 장치의 배출 가스의 압력값을 이용하여, 상기 EGR 장치에 의해 순환되는 제1공기 유량율값을 계산하고, 제1공기 유량율값, 상기 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값 및 상기 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 상기 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산하는 데이터 연산부; 및 상기 계산된 질소 산화물 배출량을 출력하는 특성값 출력부를 포함하는 디젤 엔진 시뮬레이션 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 보다 빠르고 정확하게 디젤 엔진의 특성을 분석할 수 있으며, 이러한 분석 결과를 디젤 엔진 제어에 활용할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, EGR 장치와 과급기를 고려한 질소 산화물의 배출량을 계산할 수 있으므로, 본 발명에 따른 시뮬레이션을 통해 질소 산화물의 배출량이 최소화되도록 디젤 엔진의 동력 분배를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 이용되는 디젤 엔진 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 구체적인 디젤 엔진 모델을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디젤 엔진 시뮬레이션 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디젤 엔진 시뮬레이션 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 EGR 밸브의 개구 면적 맵 데이터를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에서 이용되는 디젤 엔진 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 디젤 엔진 모델은 실린더(110), 연료 시스템(120), 흡기 매니폴드(130), 배기 매니폴드(140), EGR 장치(150), 과급기(160) 및 인터쿨러(170)를 포함한다. 실시예에 따라서, 과급기(160)는 인터쿨러(170)를 포함할 수 있으며, VGT(ariable Geometry Turbocharger) 또는 WRT(Waste Gate Turbocharger) 등의 터보차져일 수 있다.
연료 시스템(120)에 의해 공급되는 연료와, 흡기 매니폴드(130, intake manifold)를 통해 공급되는 공기는 엔진 실린더(110)로 공급되며, 실린더(110)에서 연료의 연소가 일어난다. 연소 후 배기 가스는 배기 매니폴드(140, exhaust manifold)를 통해 EGR 장치(150) 및 과급기(160)로 전달된다. EGR 장치(150)는 EGR 밸브를 조절하여 흡기 매니폴드(130)로 순환되는 배기 가스의 양을 조절하며, 과급기(160)는 배기 가스의 압력에 의해 회전하는 터빈을 이용하여 외부 공기를 흡기 매니폴드(130)로 전달한다. 이 때, 과급기(160)는 외부 공기를 컴프레셔를 이용하여 압축시키며, 압축에 의해 상승된 공기의 온도는 인터쿨러(170)를 통해 냉각된다.
본 발명에 따른 시뮬레이션 방법은, 이러한 디젤 엔진 모델로 입력되는 운전자의 요구 토크 및 현재 엔진 속도에 기반하여, 디젤 엔진의 유효 토크, 연료 유량율(fuel mass flow rate) 및 질소산화물 배출량을 분석한다. 본 발명에 따른 시뮬레이션 방법은 입력값인 요구 토크 및 현재 엔진 속도 외에 실제 디젤 엔진에 대한 시험 데이터를 이용하여 디젤 엔진의 특성을 분석한다. 그리고 이러한 시험 데이터는 정상상태 뿐만 아니라 과도상태의 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시뮬레이션 방법은 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에서 수행될 수 있으며, 이하에서는 이러한 컴퓨팅 장치의 하나인 시뮬레이션 장치에서 수행되는 시뮬레이션 방법이 일실시예로서 설명된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 구체적인 디젤 엔진 모델을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 디젤 엔진 모델은 기존의 디젤 엔진 1D 모델보다 간소화된 모델로서, 본 발명에 따른 디젤 엔진 모델을 이용하여 시뮬레이션을 수행할 경우, 시뮬레이션에 소요되는 계산시간이 보다 줄어들 수 있다. 또한 본 발명에 따른 디젤 엔진 모델은 평균값 모델로서, 정상상태의 데이터 뿐만 아니라 과도상태의 데이터가 함께 이용될 수 있다.
이하에서는 디젤 엔진 모델을 세부 모델로 나누어 구체적으로 설명하기로 한다. 엔진 토크 및 연료 시스템 모델, 과급기 모델, 흡기 매니폴드 모델, EGR 및 배기 모델 순서대로 설명된다.
<엔진 토크 및 연료 시스템 모델>
본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 운전자의 요구 토크 및 디젤 엔진의 엔진 속도에 따른, 디젤 엔진의 연료 유량율 및 디젤 엔진의 유효 토크를 계산한다. 디젤 엔진의 연료 유량율(
Figure pat00001
)은 연료 밀도(
Figure pat00002
), 연료 분사량(
Figure pat00003
) 및 디젤 엔진의 엔진 속도(
Figure pat00004
)에 의해 결정되며, 연료 분사량은 요구 토크(
Figure pat00005
)에 따라 결정된다.
시뮬레이션 장치는 일실시예로서, [수학식 1]을 이용하여 디젤 엔진의 연료 유량율을 계산할 수 있다. 여기서, 연료 분사량은 요구 토크에 따른 디젤 엔진의 연료 분사량에 대한 시험 데이터로부터 얻어질 수 있다.
Figure pat00006
그리고 시뮬레이션 장치는 디젤 엔진의 공연비로부터 디젤 엔진의 유효 토크를 계산할 수 있다.
공연비(λ)는 [수학식 2]와 같이, 연료 유량율과 디젤 엔진의 공기 유량율(
Figure pat00007
)의 비율로 계산되며, 공기 유량율은 이상 기체 방정식에 기반하여, 디젤 엔진의 엔진 속도, 체적 효율(
Figure pat00008
, volumetric efficiency) 및 부피(
Figure pat00009
)와, 흡기 매니폴드 압력(
Figure pat00010
) 및 온도(
Figure pat00011
)에 따라 계산될 수 있다.
Figure pat00012
여기서, R은 이상기체 상수를 나타낸다.
디젤 엔진의 체적 효율은 디젤 엔진의 엔진 속도 및 흡기 매니폴드의 압력에 따라 결정되며, 엔진 속도 및 흡기 매니폴드의 압력에 따른 디젤 엔진의 체적 효율 시험 데이터로부터 얻어질 수 있다.
시뮬레이션 장치는 디젤 엔진의 지시 열효율(indicated thermal efficiency,
Figure pat00013
)로부터 도시평균유효압력(IMEP, Indicated Mean Effective Pressure)를 계산하고, 평균유효압력으로부터 디젤 엔진의 유효 토크를 계산한다. 도시평균유효압력은 지시 열효율과 디젤 엔진의 연료 유량(
Figure pat00014
, fuelmass flow)으로부터 계산될 수 있으며, 지시 열효율은 공연비에 따라 결정된다.
시뮬레이션 장치는 일실시예로서, [수학식 3]을 이용하여 디젤 엔진의 유효 토크(
Figure pat00015
)를 계산할 수 있다. 여기서,
Figure pat00016
는 연료의 저위발열량(lower heating value)을 나타낸다.
Figure pat00017
또는 시뮬레이션 장치는 다른 실시예에 따르면, [수학식 4]를 이용하여 디젤 엔진의 유효 토크(
Figure pat00018
)를 계산할 수 있다.
Figure pat00019
여기서, BMEP는 제동평균유효압력(Brake Mean Effective Pressure), FMEP는 마찰평균유효압력(Friction Mean Effective Pressure), PMEP는 펌핑평균유효압력(PumpingMean Effective Pressure)를 나타낸다.
즉, 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 도시평균유효압력대신, 도시평균유효압력에서 마찰에 따른 손실(FMEP)이나 실린더의 펌핑에 따른 손실(PEMP)를 차감하고 BMEP를 이용하여, 동력축에 실제 전달되는 토크를 유효 토크로서 계산할 수 있다.
< 과급기 모델>
본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 대기 압력(
Figure pat00020
)과 공기를 압축하는 컴프레셔의 압축비를 이용하여, 컴프레셔가 출력하는 압축 공기의 압력(
Figure pat00021
)을 계산한다.
터보차져 과급기의 터빈 회전 속도 즉, 터보 축(turbo shaft)의 회전 속도(
Figure pat00022
)는 디젤 엔진의 엔진 속도 및 연료 분사량에 의해 결정되며, 터빈 회전 속도에 따라 외부로부터 유입되는 공기 양이 달라지므로, 컴프레셔의 압축비(
Figure pat00023
)는 터빈 회전 속도 및 컴프레셔의 공기 유량율(
Figure pat00024
)에 따라 결정된다.
시뮬레이션 장치는 일실시예로서, [수학식 5]를 이용하여 디젤 엔진의 연료 유량율을 계산할 수 있다.
Figure pat00025
여기서, 터빈 회전 속도와, 컴프레셔의 압축비는 변수(엔진 속도, 연료 분사량, 컴프레셔의 공기 유량율)를 조절하며 얻어진 디젤 엔진에 대한 시험 데이터로부터 얻어질 수 있다. 그리고 컴프레셔의 공기 유량율은 후술되는 흡기 매니폴드 모델을 해석하여 얻어질 수 있다.
<흡기 매니폴드 모델>
본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 흡기 매니폴드의 공기 유량율, 디젤 엔진의 공기 유량율 및 EGR 장치에 의해 순환되는 순환 가스의 공기 유량율을 이용하여, 컴프레셔의 공기 유량율을 계산한다.
순환 가스와 컴프레셔의 공기가, 흡기 매니폴드 및 디젤 엔진으로 유입되므로, 순환 가스의 공기 유량율(
Figure pat00026
)과 컴프레셔의 공기 유량율의 합은, 흡기 매니폴드 공기 유량율(
Figure pat00027
)과 디젤 엔진 공기 유량율의 합과 동일하다고 볼 수 있다.
따라서, 시뮬레이션 장치는 일실시예로서, [수학식 6]와 같이 컴프레셔의 공기 유량율을 계산할 수 있다. 그리고 흡기 매니폴드의 공기 유량율은 이상 기체 방정식에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00028
여기서,
Figure pat00029
은 흡기 매니폴드의 압력,
Figure pat00030
은 흡기 매니폴드의 부피,
Figure pat00031
는 흡기 매니폴드의 온도를 나타낸다. 흡기 매니폴드의 압력은 컴프레셔가 출력하는 압축 공기의 압력에 의해 결정될 수 있으며, 디젤엔진에 대한 시험 데이터로부터 얻어질 수 있다. 그리고 순환 가스의 공기 유량율은 후술되는 EGR 및 배기 모델을 해석하여 얻어질 수 있다.
< EGR 및 배기 모델>
본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 디젤 엔진의 배기 가스 압력(
Figure pat00032
or Pexh) 및 온도(
Figure pat00033
or Texh), EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적(
Figure pat00034
), EGR 장치의 배출 가스, 즉 순환 가스의 압력(
Figure pat00035
)을 이용하여, EGR 장치에 의해 순환되는 순환 가스의 공기 유량율을 계산하여, 디젤 엔진의 질소 산화물 배출량을 계산한다. 실험적으로 순환 가스의 압력과 흡기 매니폴드의 압력은 큰 차이가 없으므로, 흡기 매니폴드 압력을 순환 가스의 압력으로 이용할 수 있다.
디젤 엔진의 배기 가스 중 일부가 EGR 장치에 의해 순환되므로, 시뮬레이션 장치는 디젤 엔진의 공기 유량율(
Figure pat00036
)에서 순환 가스의 공기 유량율을 차감하고, 차감값 및 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량(
Figure pat00037
)을 이용하여, 디젤 엔진의 질소 산화물 배출량 즉, 공기 유량율(
Figure pat00038
)을 계산한다. 여기서, 디젤 엔진의 동작점은 디젤 엔진의 엔진 속도 및 연료 분사량을 나타낸다.
시뮬레이션 장치는 일실시예로서, [수학식 7]을 이용하여 순환 가스의 공기 유량율을 계산할 수 있으며, [수학식 8]을 이용하여, 질소산화물 배출량을 계산할 수 있다.
Figure pat00039
Figure pat00040
[수학식 7]에서,
Figure pat00041
는 배기 가스의 압력과 순환 가스의 압력에 따라 특정 값을 출력하는 함수(flow function)로서, 배기 가스의 압력에 반비례하고 순환 가스의 압력에 비례하는 값을 출력할 수 있으며, 실시예에 따라서 다양하게 결정될 수 있는 함수이다.
EGR 밸브의 개구 면적에 따라서 순환 가스의 유량율이 달라지며, EGR 밸브의 개구 면적은 엔진 속도 및 연료 분사량에 따라 결정될 수 있다. 엔진 속도 및 연료 분사량에 따른 EGR 밸브의 개구 면적 역시, 디젤 엔진에 대한 시험 데이터로부터 얻어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 보다 빠르고 정확하게 디젤 엔진의 특성을 분석할 수 있으며, 이러한 분석 결과를 디젤 엔진 제어에 활용할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, EGR 장치와 과급기를 고려한 질소 산화물의 배출량을 계산할 수 있으므로, 본 발명에 따른 시뮬레이션을 통해 질소 산화물의 배출량이 최소화되도록 디젤 엔진의 동력 분배를 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디젤 엔진 시뮬레이션 방법의 흐름도이다.
본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 디젤 엔진의 배기 가스 압력값 및 온도값, EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적값, EGR 장치의 배출 가스의 압력값을 이용하여, EGR 장치에 의해 순환되는 순환 가스의 제1공기 유량율값을 계산(S310)한다. 여기서, EGR 장치의 배출 가스의 압력값은 디젤 엔진의 흡기 매니폴드의 압력값일 수 있으며, 배기 가스 압력값 및 온도값은 디젤 엔진의 동작점에 따라 결정될 수 있다.
시뮬레이션 장치는, 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값에서, 제1공기 유량율값을 차감하여 차감값을 생성(S320)하고, 차감값 및 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산(S330)한다.
실시예에 따라서, 본 발명에 따른 시뮬레이션 방법은 흡기 매니폴드에 대한 제3공기 유량율값 및 제2공기 유량율값의 합에서, 제1공기 유량율값을 차감하여 과급기의 컴프레셔에 대한 제4공기 유량율값을 계산하는 단계, 제4공기 유량율값 및 과급기의 터빈 회전속도에 따라서, 컴프레셔의 압력값을 계산하는 단계 및 컴프레셔의 압력값을 이용하여 흡기 매니폴드의 압력값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 실시예에 따라서, 본 발명에 따른 시뮬레이션 방법은 운전자의 요구 토크 및 디젤 엔진의 엔진 속도에 따른, 디젤 엔진의 연료 유량율 및 디젤 엔진의 유효 토크를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 엔진 속도, 디젤 엔진의 부피, 흡기 매니폴드의 압력값 및 온도를 이용하여 제2공기 유량율값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 시뮬레이션 장치는 디젤 엔진의 체적 효율을 추가로 이용하여 제2공기 유량율값을 계산할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디젤 엔진 시뮬레이션 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 EGR 밸브의 개구 면적 맵 데이터를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면 본 발명에 따른 디젤 엔진 시뮬레이션 장치는 데이터 수신부(410), 데이터 연산부(420) 및 특성값 출력부(430)를 포함한다.
데이터 수신부(410)는 운전자의 요구 토크값 및 디젤 엔진의 회전 속도값을 수신 즉, 입력받는다. 요구 토크값 및 회전 속도값은 사용자에 의해 입력될 수 있다.
데이터 연산부(420)는, 데이터 수신부의 입력값 및 디젤 엔진 모델에 기반하여, 디젤엔진의 특성값을 계산하며, 일실시예로서, 도 2와 같은 디젤 엔진 모델에 기반하여, 유효 토크값, 연료 유량율값 및 질소 산화물 배출량 중 적어도 하나를 계산할 수 있다.
일실시예로서, 데이터 연산부(420)는, 디젤 엔진의 배기 가스 압력값 및 온도값, EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적값, EGR 장치의 배출 가스의 압력값을 이용하여, EGR 장치에 의해 순환되는 순환 가스의 제1공기 유량율값을 계산하며, 제1공기 유량율값, 상기 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값 및 상기 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 상기 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산한다. 보다 구체적으로, 데이터 연산부(420)는 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값에서, 제1공기 유량율값을 차감하여 차감값을 생성하고 차감값 및 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산한다.
특성값 출력부(430)는 데이터 연산부(420)에 의해 계산된 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 출력한다.
데이터 연산부(420)는 질소산화물 배출량뿐만 아니라, 도 2에서 설명된 바와 같이 데이터를 처리하여 유효 토크값 및 연료 유량율값을 계산할 수 있으며, 특성값 출력부(430)는 유효 토크값 및 연료 유량율값 질소산화물 배출량과 함께 출력할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 디젤 엔진에 대한 시험 데이터 또는 이러한 시험 데이터로부터 얻어진 맵 데이터를 저장하는 데이터 저장부(440)를 더 포함할 수 있다. 데이터 저장부(440)는 디젤 엔진에 대한 시험 데이터로부터 얻어진 다양한 맵 데이터를 저장할 수 있으며, 일실시예로서, 도 5와 같이, 엔진 속도 및 연료 분사량에 따라서 EGR 밸브의 개구 면적이 매핑된 맵 데이터를 저장할 수 있다.
데이터 연산부(420)는 데이터 저장부(440)에 저장된 맵 데이터를 이용하여 디젤 엔진의 특성값을 계산할 수 있다.
앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 디젤 엔진의 배기 가스 압력값 및 온도값, EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적값, 상기 EGR 장치의 배출 가스의 압력값을 이용하여, 상기 EGR 장치에 의해 순환되는 순환 가스의 제1공기 유량율값을 계산하는 단계;
    상기 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값에서, 상기 제1공기 유량율값을 차감하여 차감값을 생성하는 단계; 및
    상기 차감값 및 상기 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 상기 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산하는 단계
    를 포함하는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출 가스의 압력값은
    상기 디젤 엔진의 흡기 매니폴드의 압력값인
    디젤 엔진 시뮬레이션 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 흡기 매니폴드에 대한 제3공기 유량율값 및 상기 제2공기 유량율값의 합에서, 상기 제1공기 유량율값을 차감하여 과급기의 컴프레셔에 대한 제4공기 유량율값을 계산하는 단계;
    상기 제4공기 유량율값 및 상기 과급기의 터빈 회전속도에 따라서, 상기 컴프레셔의 압력값을 계산하는 단계; 및
    상기 컴프레셔의 압력값을 이용하여 상기 흡기 매니폴드의 압력값을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    운전자의 요구 토크 및 상기 디젤 엔진의 엔진 속도에 따른, 상기 디젤 엔진의 연료 유량율 및 상기 디젤 엔진의 유효 토크를 계산하는 단계
    를 더 포함하는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 엔진 속도, 상기 디젤 엔진의 부피, 상기 흡기 매니폴드의 압력값 및 온도를 이용하여 상기 제2공기 유량율값을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 디젤 엔진 시뮬레이션 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 디젤 엔진의 배기 가스 압력 및 온도는
    상기 디젤 엔진의 동작점에 따라 결정되는
    디젤 엔진 시뮬레이션 방법.
  7. 운전자의 요구 토크값 및 디젤 엔진의 회전 속도값을 수신하는 데이터 수신부;
    디젤 엔진의 배기 가스 압력값 및 온도값, EGR 장치의 EGR 밸브 개구 면적값, 상기 EGR 장치의 배출 가스의 압력값을 이용하여, 상기 EGR 장치에 의해 순환되는 제1공기 유량율값을 계산하고, 제1공기 유량율값, 상기 디젤 엔진에 대한 제2공기 유량율값 및 상기 디젤 엔진의 동작점에 따른 질소산화물 배출량을 이용하여, 상기 디젤 엔진의 질소산화물 배출량을 계산하는 데이터 연산부; 및
    상기 계산된 질소 산화물 배출량을 출력하는 특성값 출력부
    를 포함하는 디젤 엔진 시뮬레이션 장치.
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