DE102014103986A1 - A method for preventing dosing module heat damage, control device and urea exhaust gas purification system with the control device - Google Patents

A method for preventing dosing module heat damage, control device and urea exhaust gas purification system with the control device Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens kann aufweisen: (a) Berechnen einer erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge zum Verhindern des Hitzeschadens des ein Reduktionsmittel einspritzenden Dosiermoduls (S10), (b) Berechnen einer Motorkühlmittel-Kühlmenge, die abhängig von dem Betrieb einer (Kupplungs-)Wasserpumpe (20) verändert wird (S20), (c) Prüfen eines Betriebszustands der (Kupplungs-)Wasserpumpe (20) durch Vergleichen der erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge mit der Motorkühlmittel-Kühlmenge (S30), und wobei, (d) wenn die (Kupplungs-)Wasserpumpe (20) in der Bedingung betrieben wird, in der die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, die (Kupplungs-)Wasserpumpe in einen Ausschalt-Zustand überführt wird, um deren Betrieb zu stoppen (S50).A method of preventing dosing module heat damage may include: (a) calculating a required coolant cooling amount to prevent heat damage to the reductant injecting dosing module (S10); (b) calculating an engine coolant cooling amount that is dependent on the operation of a clutch -) changing the water pump (20) (S20), (c) checking an operating condition of the (clutch) water pump (20) by comparing the required coolant cooling amount with the engine coolant cooling amount (S30), and wherein (d) when the (clutch) water pump (20) is operated in the condition where the required coolant cooling amount is larger than the engine coolant cooling amount, the (clutch) water pump is made in an off state to stop its operation ( S50).

Description

Querverweis auf verwandte AnmeldungCross-reference to related application

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0149240 , eingereicht am 3. Dezember 2013, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme hierin mitaufgenommen ist.The present application claims the priority of Korean Patent Application No. 10-2013-0149240 , filed on Dec. 3, 2013, the entire contents of which are incorporated herein by this reference.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Gebiet der ErfindungField of the invention

Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Abgasreinigungssystem (bzw. ein Abgasnachbehandlungssystem) und insbesondere ein Verfahren zum Verhindern, dass ein Dosiermodul einen Hitzeschaden erleidet, eine Steuervorrichtung und ein Harnstoff-Abgasreinigungssystem mit der Steuervorrichtung, die im Stande sind, einen Mengenmangel eines durch das Dosiermodul zirkulierenden Motorkühlmittels (z.B. Motorkühlwasser) zu verhindern, indem ein Betrieb einer (Kupplungs-)Wasserpumpe (bzw. Wasserpumpe vom Kupplungstyp) mit dem Dosiermodul eines Harnstoff-Dosiersystems (engl. urea dosing system, UDS) verbunden wird. Exemplary embodiments of the present invention relate to an exhaust purification system, and more particularly, to a method of preventing a dosing module from heat damage, a control device, and a urea exhaust purification system having the control device that are capable of a quantity shortage by the dosing module circulating engine coolant (eg, engine cooling water) by connecting operation of a (clutch) water pump (or clutch-type water pump) to the metering module of a urea dosing system (UDS).

Beschreibung der bezogenen TechnikDescription of the related art

Im Allgemeinen können Abgase aus einem Kraftfahrzeug eine große Menge an zu regulierenden Verunreinigungsstoffen aufweisen, insbesondere Abgase aus einem Dieselmotor können Stickoxide (NOx), Kohlenstoffmonoxid (CO), Ruß, Partikel und dergleichen aufweisen, und deshalb ist deren Beseitigung gesetzlich vorgeschrieben.In general, exhaust gases from a motor vehicle may have a large amount of contaminants to be regulated, in particular, exhaust gases from a diesel engine may include nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), soot, particulates, and the like, and therefore, their elimination is prescribed by law.

Zu diesem Zweck wendet ein Kraftfahrzeug einen Diesel-Oxidationskatalysator (engl. diesel oxidation catalyst, nachfolgend DOC), einen katalytischen Partikelfilter (engl. catalyzed particulate filter, nachfolgend CPF) sowie eine selektive katalytische Reduktion(engl. selective catalytic reduction, nachfolgend SCR) an, welche im Allgemeinen als Nachbehandlungsvorrichtung bezeichnet werden. For this purpose, a motor vehicle employs a diesel oxidation catalyst (hereinafter DOC), a catalytic particulate filter (hereinafter CPF), and a selective catalytic reduction (hereinafter SCR) , which are generally referred to as a post-treatment device.

Der Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) führt eine methanfreie Kohlenwasserstoff(engl. non-methane hydrocarbon)-Umwandlungsfunktion aus, der katalytische Partikelfilter (CPF) führt eine Partikel-Sammelfunktion aus und die selektive katalytische Reduktion (SCR) führt eine Stickoxid(NOx)-Reinigungsfunktion mittels eines Reduktionsprozesses aus.  The Diesel Oxidation Catalyst (DOC) performs a non-methane hydrocarbon conversion function, the Catalytic Particulate Filter (CPF) performs a particle collection function, and Selective Catalytic Reduction (SCR) performs NOx (NOx) conversion. Cleaning function by means of a reduction process.

Insbesondere weist die Nachbehandlungsvorrichtung das Harnstoff-Dosiersystem (UDS) auf, um die Effizienz der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zur Beseitigung der Stickoxide (NOx) zu erhöhen, so dass die Abgase aus dem Dieselmotor eine Abgasnorm der jüngst verschärften Euro 6 einhalten.  In particular, the aftertreatment device has the urea dosing system (UDS) to increase the selective catalytic reduction (SCR) efficiency for eliminating the nitrogen oxides (NOx) so that the exhaust gases from the diesel engine comply with a recently tightened Euro 6 emission standard.

Zu diesem Zweck weist das Harnstoff-Dosiersystem (UDS) ein Dosiermodul, das vor der selektiven katalytischen Reduktion (z.B. einem SCR-Katalysator oder SCR-System) angeordnet ist, um einen Harnstoff (z.B. eine Harnstofflösung) einzuspritzen, einen Tank, der den Harnstoff speichert, einen Injektor, der den Harnstoff einspritzt, sowie eine Pumpe auf, die den Harnstoff abhängig von einer Entstehungsmenge des Stickoxids (NOx) und einem Verhältnis von Ammoniak (NH3) / Stickoxid (NOx) pumpt, während ein Kraftfahrzeug gefahren wird.For this purpose, the urea dosing system (UDS) comprises a dosing module arranged prior to selective catalytic reduction (eg, an SCR catalyst or SCR system) to inject a urea (eg, a urea solution), a tank containing the urea stores, an injector that injects the urea, and a pump that pumps the urea depending on a production amount of the nitrogen oxide (NOx) and a ratio of ammonia (NH 3 ) / nitrogen oxide (NOx) while a motor vehicle is being driven.

Wenn das Harnstoff-Dosiersystem (UDS) den Harnstoff einspritzt, wird somit der Harnstoff aufgrund der Oxidationswärme in Ammoniak umgewandelt, und auf diese Weise tritt eine katalytische Reaktion zwischen dem Stickoxid und dem Ammoniak unter den Abgasen in der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) auf, um das Stickoxid in Stickstoffgas und Wasser zu reduzieren.  Thus, when the urea dosing system (UDS) injects the urea, the urea is converted into ammonia due to the heat of oxidation, and thus a catalytic reaction between the nitrogen oxide and the ammonia under the exhaust gases occurs in the selective catalytic reduction (SCR). to reduce the nitrogen oxide in nitrogen gas and water.

Eine Reduktionsreaktion des Ammoniaks (NH3) NOx hängt von der folgenden chemischen Formel ab: 2NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O, 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O, 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. A reduction reaction of ammonia (NH 3 ) NO x depends on the following chemical formula: 2NH 3 + 2O 2 → N 2 O + 3H 2 O, 4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O, 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O.

Folglich kann die Abgasnorm der verschärften Euro 6 erfüllt werden. Da üblicherweise in dem Harnstoff-Dosiersystem (UDS) das Dosiermodul immer mit der Abgas-Strömung verbunden ist, kann das Dosiermodul nicht anders, als einem Hitzeschaden aufgrund des Hochtemperatur-Abgases (stets) ausgesetzt zu sein, und ein Kühlsystem zur Lösung des obigen Problems kann nicht anders, als auf das Dosiermodul angewendet werden.  Consequently, the exhaust emission standard of the stricter Euro 6 can be met. Since usually in the urea dosing system (UDS) the metering module is always connected to the exhaust gas flow, the metering module can not be exposed to heat damage due to the high temperature exhaust gas (always) and a cooling system to solve the above problem can not be different than being applied to the dosing module.

Ein Beispiel des Kühlsystems kann eine Form (bzw. Bauart) des Verbindens des Dosiermoduls mit dem Motorkühlsystem, um zu ermöglichen, dass das Motorkühlmittel (z.B. ein Motorkühlwasser) (durch) das Dosiermodul zirkuliert, und eine Form (bzw. Bauart) des zusätzlichen Verbindens des Dosiermoduls mit dem Harnstoff-Speichertank, um zu ermöglichen, dass der Harnstoff (durch) das Dosiermodul zirkuliert, einschließen. An example of the cooling system may include a form of connecting the metering module to the engine cooling system to allow the engine coolant (eg, engine cooling water) to circulate through the metering module and a shape of the additional connection of the dosing module with the urea storage tank to allow the urea to circulate through the dosing module.

Allerdings wird das Motorkühlmittel, welches (durch) das Dosiermodul zirkuliert, durch den Betriebszustand der Wasserpumpe, die das Motorkühlsystem konfiguriert, beeinträchtigt, so dass es schwierig ist, die Kühlmittelmenge (z.B. eine Kühlwassermenge) zur Verhinderung des Hitzeschadens stabil zu sichern.  However, the engine coolant circulating through the metering module is affected by the operation state of the water pump configuring the engine cooling system, so that it is difficult to stably secure the coolant amount (e.g., a cooling water amount) for preventing the heat damage.

Insbesondere wenn zur Erhöhung der Kraftstoffeffizienz eine (Kupplungs-)Wasserpumpe betrieben wird, um eine Durchflussmenge (z.B. Flussrate) des Motorkühlmittels zu steuern, kann die Menge des zum Dosiermodul zugeführten Motorkühlmittels schlagartiger (bzw. drastischer) beim ‚Ein‘ bzw. Einschalten der Wasserpumpe (vom Kupplungstyp) als beim ‚Aus‘ bzw. Ausschalten der Wasserpumpe (vom Kupplungstyp) reduziert werden. Specifically, when a (clutch) water pump is operated to increase a fuel flow efficiency (eg, flow rate) of the engine coolant, the amount of engine coolant supplied to the metering module may be more abrupt when the water pump is turned on (of the clutch type) as when "off" or off the water pump (of the clutch type) can be reduced.

Wenn das Harnstoff-Dosiersystem (UDS) angewendet wird, um die Effizienz der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zur Beseitigung des Stickoxids (NOx) zu erhöhen, und die Wasserpumpe (vom Kupplungstyp) angewendet wird, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen, verschärft sich folglich der Mangel der Kühlmittelmenge abhängig von den Betriebsbedingungen der Wasserpumpe (vom Kupplungstyp), und somit kann sich die Gefahr des Dosiermodul-Hitzeschadens nur erhöhen.  Consequently, when the urea dosing system (UDS) is used to increase the selective catalytic reduction (SCR) efficiency for removing the nitrogen oxide (NOx) and the water pump (clutch type) is applied to increase the fuel efficiency, it becomes more severe the lack of coolant quantity depends on the operating conditions of the water pump (clutch type), and thus the risk of dosing module heat damage can only increase.

Erläuterung der ErfindungExplanation of the invention

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens, eine Steuervorrichtung und ein Harnstoff-Abgasreinigungssystem mit der Steuervorrichtung gerichtet, die im Stande sind, eine Gefahr des Dosiermodul-Hitzeschadens aufgrund eines Mangels an Menge an Verbrennungsmotorkühlmittel (z.B. Motorkühlwasser) zu verhindern, indem die Betriebsbedingungen einer (Kupplungs-)Wasserpumpe (bzw. Wasserpumpe vom Kupplungstyp) eingeschränkt werden, um es einem Motorkühlmittel (z.B. Motorkühlwasser) zu ermöglichen, (durch) das Dosiermodul eines Harnstoff-Dosiersystems (UDS) zu zirkulieren, und insbesondere eine Verringerung in der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsleistung auf der Grundlage einer Steuerung einer Motorkühlmittel-Durchflussmenge (z.B. Flussrate) der (Kupplungs-)Wasserpumpe zu minimieren, indem die (Kupplungs-)Wasserpumpe bei einer Temperatur des Dosiermoduls ausgeschaltet wird, welche als ein Motorbetriebszustand vorausberechnet (bzw. prognostiziert) ist.One embodiment of the present invention is directed to a method for preventing dosing module heat damage, a control device, and a urea exhaust gas purification system having the control device capable of reducing the risk of dosing module heat damage due to a lack of quantity of engine coolant (eg, engine cooling water). by limiting the operating conditions of a (clutch) water pump (or clutch-type water pump) to allow engine coolant (eg, engine cooling water) to circulate through the metering module of a urea dosing system (UDS), and more particularly to minimize a reduction in fuel efficiency improvement performance based on control of an engine coolant flow rate (eg, flow rate) of the (clutch) water pump by turning off the (clutch) water pump at a temperature of the metering module that precedes an engine operating condition calculated (resp. predicted).

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens auf: (a) Berechnen einer erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge zum Verhindern des Hitzeschadens des ein Reduktionsmittel einspritzenden Dosiermoduls, (b) Berechnen einer Motorkühlmittel-Kühlmenge, die abhängig von dem Betrieb einer (Kupplungs-)Wasserpumpe verändert wird, (c) Prüfen eines Betriebszustands der (Kupplungs-)Wasserpumpe durch Vergleichen der erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge mit der Motorkühlmittel-Kühlmenge, und wobei, (d) wenn die (Kupplungs-)Wasserpumpe in der Bedingung betrieben wird, in der die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, die (Kupplungs-)Wasserpumpe in einen Ausschalt-Zustand überführt (z.B. umgeschaltet) wird, um deren Betrieb zu stoppen. According to one embodiment of the present invention, a method for preventing dosing module heat damage comprises: (a) calculating a required coolant cooling amount to prevent heat damage to the reductant injecting dosing module, (b) calculating an engine coolant cooling amount that is dependent upon the operation (c) checking an operating condition of the (clutch) water pump by comparing the required coolant cooling amount with the engine coolant cooling amount, and wherein, (d) when the (clutch) water pump is in the condition is operated, in which the required coolant cooling amount is greater than the engine coolant cooling amount, the (coupling) water pump is transferred to a power-off state (eg switched) to stop their operation.

Die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge kann durch eine Temperatur des Dosiermoduls festgelegt werden, bei welcher eine Summe der Harnstoff-Kühlmenge und der Motorkühlmittel-Kühlmenge gegenüber einer Auslass-Gesamtwärmemenge ausgeglichen ist. The required coolant cooling amount may be determined by a temperature of the metering module at which a sum of the urea cooling amount and the engine coolant cooling amount is balanced against a total amount of exhaust heat.

Die Auslass-Gesamtwärmemenge (z.B. Abgas-Gesamtwärmemenge) kann wie folgt definiert sein: Auslass-Gesamtwärmemenge = spezifische Wärme des Auslasses (z.B. Abgases) × Auslass(z.B. Abgas)-Durchflussmenge (z.B. Flussrate) × Temperatur des Abgases, und die spezifische Wärme des Auslasses (z.B. Abgases) kann eine spezifische Wärme des Abgases sein, die Auslass(z.B. Abgas)-Durchflussmenge (z.B. Flussrate) kann durch eine Motordrehzahl und einen Gaspedalhub festgelegt werden (sein), und die Temperatur des Abgases kann durch eine Temperatur des Abgases festgelegt werden (sein), die hinter einem (bzw. nachgeschaltet zum) katalytischen Filter, welcher vor dem Dosiermodul angeordnet ist, erfasst wird. The total amount of exhaust heat (eg, total amount of exhaust heat) may be defined as: total exhaust heat quantity = exhaust specific heat (eg, exhaust gas) × exhaust (eg, exhaust) flow rate (eg, flow rate) × exhaust gas temperature, and specific heat Exhaust gas (eg, exhaust gas) may be a specific heat of the exhaust gas, the exhaust gas flow rate (eg, flow rate) may be set by an engine speed and an accelerator stroke, and the temperature of the exhaust gas may be set by a temperature of the exhaust gas be (behind), which is behind a (or downstream of the) catalytic filter, which is arranged in front of the metering module, is detected.

Die Harnstoff-Kühlmenge kann wie folgt definiert sein: Harnstoff-Kühlmenge (Q2) = spezifische Wärme des Harnstoffes × Harnstoff-Durchflussmenge (z.B. Flussrate) × Harnstoff-Temperatur, und die Harnstoff-Durchflussmenge kann durch eine erforderliche Dosierungs-Durchflussmenge (z.B. Flussrate) des Dosiermoduls festgelegt werden (sein) und die Harnstoff-Temperatur kann durch eine Temperatur des (durch) das Dosiermodul zirkulierenden Harnstoffes festgelegt werden (sein). The urea cooling rate may be defined as follows: urea cooling rate (Q2) = specific heat of urea × urea flow rate (eg, flow rate) × urea temperature, and the urea flow rate may be determined by a required metering flow rate (eg, flow rate) of the metering module, and the urea temperature can be set by a temperature of the urea circulating through the metering module.

Die Motorkühlmittel-Kühlmenge kann wie folgt definiert sein:
Motorkühlmittel-Kühlmenge = spezifische Wärme des Kühlmittels × Durchflussmenge(z.B. Flussrate) des Kühlmittels × Kühlmittel-Temperatur, und die spezifische Wärme des Kühlmittels kann eine spezifische Wärme einer 50 % gefrierfesten Flüssigkeit (z.B. ein Frostschutzmittel) sein, die Durchflussmenge (z.B. Flussrate) des Kühlmittels kann durch eine Motordrehzahl festgelegt werden (sein), und die Kühlmittel-Temperatur kann durch die Temperatur des Abgases festgelegt (bzw. bestimmt) werden (sein), die hinter dem (bzw. nachgeschaltet zum) katalytischen Filter, welcher vor dem Dosiermodul angeordnet ist, erfasst wird.The engine coolant cooling amount may be defined as follows:
Engine coolant cooling quantity = specific heat of the coolant × flow rate (eg flow rate) of the coolant × coolant temperature, and the specific heat of the coolant may be a specific heat of a 50% freeze-resistant liquid (eg antifreeze), the flow rate (eg flow rate) of the coolant Coolant may be determined by an engine speed, and the coolant temperature may be set by the temperature of the exhaust gas downstream of the catalytic filter disposed upstream of the metering module is, is captured.

Wenn die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge nicht größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, kann ein Betriebszustand der (Kupplungs-)Wasserpumpe so wie er ist beibehalten werden. If the required coolant cooling amount is not larger than the engine coolant cooling amount, an operating state of the (clutch) water pump can be maintained as it is.

Wenn die (Kupplungs-)Wasserpumpe nicht in dem Zustand betrieben wird, in dem die Bedingung erfüllt ist, dass die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, kann die Möglichkeit des Hitzeschadens des Dosiermoduls einem Fahrer durch Warnung mitgeteilt werden und die Warnung kann durch Einschalten einer On-Board-Diagnose (OBD) (z.B. eine OBD-Leuchte) durchgeführt werden. If the (clutch) water pump is not operated in the condition satisfying the requirement that the required coolant cooling amount is larger than the engine coolant cooling amount, the possibility of heat damage to the metering module may be notified to a driver by warning, and Warning can be done by turning on an on-board diagnostic (OBD) (eg OBD light).

Das Motorkühlmittel kann, während es von der (Kupplungs-)Wasserpumpe zum Motor zirkuliert wird, über das Dosiermodul passieren, und das von einem Harnstoff-Speichertank zum Dosiermodul zirkulierende Reduktionsmittel kann, ohne mit dem Motorkühlmittel gemischt zu werden, zirkuliert werden. The engine coolant may pass through the dosing module as it is circulated from the (clutch) water pump to the engine, and the reductant circulating from a urea storage tank to the dosing module may be circulated without being mixed with the engine coolant.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Harnstoff-Abgasreinigungssystem auf: ein Dosiermodul, das konfiguriert ist, Harnstoff als einen Katalysator in einem dem Fluss von entlang einer Abgasleitung fließendem Abgas ausgesetzten Zustand einzuspritzen, eine Harnstoff-Zirkulationsleitung, die konfiguriert ist, um mit einem Harnstofftank verbunden zu sein, in welchem der Harnstoff gespeichert ist, um den Harnstoff zum Dosiermodul zu zirkulieren, eine Kühlmittel-Zirkulationsleitung, die konfiguriert ist, um mit einer (Kupplungs-)Wasserpumpe verbunden zu sein, welche zur Zirkulierung des Motorkühlmittels ein- bzw. ausgeschaltet wird, um das Motorkühlmittel über das Dosiermodul zu einem Motor zu zirkulieren, sowie einen Temperatursensor, der konfiguriert ist, um eine Temperatur eines Abgases zu erfassen, welches entlang der Abgasleitung fließt, und die erfasste Temperatur zur Motorsteuereinheit zu übertragen. According to another embodiment of the present invention, a urea exhaust purification system comprises: a metering module configured to inject urea as a catalyst in a condition exposed to the flow of exhaust gas flowing along an exhaust passage, a urea circulation passage configured to communicate with a urea tank, in which the urea is stored to circulate the urea to the dosing module, a coolant circulation conduit configured to be connected to a (clutch) water pump which is for circulating the engine coolant on or off is switched off to circulate the engine coolant to a motor via the metering module, and a temperature sensor which is configured to detect a temperature of an exhaust gas flowing along the exhaust pipe, and to transmit the detected temperature to the engine control unit.

Der Katalysator kann eine selektive katalytische Reduktion (SCR) (z.B. ein SCR-Katalysator oder SCR-System) sein, die in der Abgasleitung vor dem Dosiermodul montiert ist, ein Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und ein Dieselpartikelfilter (DPF) können vor dem (bzw. vorgeschaltet zum) Dosiermodul in der Abgasleitung montiert sein, und der Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Abgases kann hinter dem (bzw. nachgeschaltet zum) Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und Dieselpartikelfilter (DPF) angeordnet sein.  The catalyst may be a Selective Catalytic Reduction (SCR) (eg, an SCR catalyst or SCR system) mounted in the exhaust conduit upstream of the metering module, a Diesel Oxidation Catalyst (DOC), and a Diesel Particulate Filter (DPF) may be installed before ( or upstream of the) metering module may be mounted in the exhaust pipe, and the temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas may be located behind the (or downstream of) the Diesel Oxidation Catalyst (DOC) and Diesel Particulate Filter (DPF).

Die Harnstoff-Zirkulationsleitung und die Kühlmittel-Zirkulationsleitung können Zirkulationswege bilden, die im Inneren des Dosiermoduls voneinander getrennt sind. The urea circulation line and the coolant circulation line may form circulation paths which are separated from each other inside the metering module.

Erläuterung der Zeichnungen Explanation of the drawings

1 ist ein Diagramm, das einen Funktionsfluss zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 1 FIG. 10 is a diagram illustrating a function flow for preventing dosing module heat damage according to an embodiment of the present invention. FIG.

2 ist ein Blockschaltbild eines Harnstoff-Abgasreinigungssystems mit einer Steuervorrichtung zum Verhindern des Dosiermodul-Hitzeschadens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 10 is a block diagram of a urea exhaust gas purifying system including a metering module heat damage preventing control apparatus according to the embodiment of the present invention.

3 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Berechnen einer erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 3 FIG. 10 is a diagram illustrating a method of calculating a required coolant cooling amount for preventing metering module heat damage according to an embodiment of the present invention.

4 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Berechnen einer Kühlmenge des Kühlmittels zum Verhindern des Dosiermodul-Hitzeschadens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 4 FIG. 10 is a diagram illustrating a method of calculating a cooling amount of the coolant for preventing the dosing module heat damage according to an embodiment of the present invention.

5 ist ein Diagramm, das einen Kühlmittel-Zuführzustand (bzw. Kühlmittel-Versorgungszustand) eines Harnstoff-Abgasreinigungssystems veranschaulicht, wenn eine (Kupplungs-)Wasserpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwangsweise ausgeschaltet ist. 5 FIG. 15 is a diagram illustrating a coolant supply state of a urea exhaust purification system when a (clutch) water pump according to the embodiment of the present invention is forcibly turned off.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein Fahrzeugsteuersystem und dessen Betriebsverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Bauteile werden in den beigefügten Zeichnungen konzeptionell veranschaulicht, um ein Konzept der vorliegenden Erfindung zu erläutern und eine Beschreibung von bekannten Bauteilen unter den Bauteilen wird weggelassen.Hereinafter, a vehicle control system and its operation method according to embodiments of the present invention will be explained with reference to the accompanying drawings. The components are conceptually illustrated in the accompanying drawings to explain a concept of the present invention and a description of known components among the components will be omitted.

1 veranschaulicht einen Funktionsfluss zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unten erläutert wird der Fall, dass ein Harnstoff (z.B. eine Harnstofflösung) als ein Reduktionsmittel verwendet wird. 1 FIG. 12 illustrates a functional flow for preventing dosing module heat damage according to an embodiment of the present invention. FIG. Explained below is the case that a urea (eg, a urea solution) is used as a reducing agent.

Wie in 1 veranschaulicht, wird eine Logik zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens implementiert, indem eine erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge des Schrittes S10 und eine Kühlmenge des Motorkühlmittels des Schrittes S20 wie in Schritt S30 als ‚erforderliche Kühlmittelmenge > Kühlmenge des Motorkühlmittels‘ ermittelt werden, und ein Betrieb einer (Kupplungs-)Wasserpumpe des Schrittes S40 wie in Schritt S50 abhängig von dem Ermittlungsergebnis zwangsweise gestoppt wird. As in 1 1, a dosing module heat damage prevention logic is implemented by determining a required coolant cooling amount of the step S10 and a cooling amount of the engine coolant of the step S20 as the required coolant amount> engine coolant cooling amount as in step S30, and operating an engine coolant (Coupling) water pump of step S40 is forcibly stopped in step S50 depending on the determination result.

2 veranschaulicht derweil ein Blockschaltbild eines Harnstoff-Abgasreinigungssystems mit einer Steuervorrichtung, auf die die Logik zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens aus 1 angewendet ist. 2 Meanwhile, a block diagram of a urea exhaust gas purification system having a controller to which the dosing module heat damage prevention logic is indicated 1 is applied.

Wie in 2 veranschaulicht, weist das Harnstoff-Abgasreinigungssystem auf: einen vorderen und einen hinteren katalytischen Filter 3-1 und 3-2, konfiguriert, um in einer mit einem Motor (z.B. ein Verbrennungsmotor) 1 verbundenen Abgasleitung 2 sequenziell montiert zu sein, ein Dosiermodul 5, konfiguriert, um vor dem (bzw. vorgeschaltet zum) hinteren katalytischen Filter 3-2 angeordnet zu sein, um Harnstoff in einem dem Fluss von entlang der Abgasleitung 2 fließendem Abgas ausgesetzten Zustand einzuspritzen, eine Harnstoff-Zirkulationsleitung, konfiguriert, um mit einem Harnstoff-Tank 7, in dem Harnstoff gespeichert wird, verbunden zu sein, um den Harnstoff zum Dosiermodul 5 zu zirkulieren, eine Kühlmittel-Zirkulationsleitung, konfiguriert, um mit einer ein Motorkühlmittel zum Motor (z.B. ein Verbrennungsmotor) 1 zirkulierenden (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 verbunden zu sein, um das zu zirkulierende Motorkühlmittel über das Dosiermodul 5 zu zirkulieren, sowie einen Temperatursensor 30, konfiguriert, um eine Temperatur des entlang der Abgasleitung 2 fließenden Abgases zu erfassen und die Temperatur des Abgases zu einer Motorsteuereinheit (engl. engine control unit, ECU) 10 zu übertragen. As in 2 Illustrates, the urea exhaust gas purification system comprises: a front and a rear catalytic filter 3-1 and 3-2 configured to be in one with a motor (eg an internal combustion engine) 1 connected exhaust pipe 2 to be mounted sequentially, a dosing module 5 , configured to be in front of (or upstream to) the rear catalytic filter 3-2 be arranged to urea in a the flow of along the exhaust pipe 2 Injecting flowing exhaust gas condition, a urea circulation line configured to be equipped with a urea tank 7 in which urea is stored, connected to the urea to the dosing module 5 to circulate a coolant circulation line, configured to with an engine coolant to the engine (eg an internal combustion engine) 1 circulating (clutch) water pump 20 connected to the engine coolant to be circulated through the metering module 5 to circulate, as well as a temperature sensor 30 , configured to a temperature of the along the exhaust pipe 2 to detect the flow of exhaust gas and the temperature of the exhaust gas to an engine control unit (ECU). 10 transferred to.

Der vordere katalytische Filter 3-1 ist aus einem Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und einem Dieselpartikelfilter (DPF) konfiguriert, und der hintere katalytische Filter 3-2 ist aus einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR) (z.B. ein SCR-Katalysator oder SCR-System) konfiguriert. The front catalytic filter 3-1 is configured from a Diesel Oxidation Catalyst (DOC) and a Diesel Particulate Filter (DPF), and the Rear Catalytic Filter 3-2 is configured from Selective Catalytic Reduction (SCR) (eg, an SCR catalyst or SCR system).

Der hintere katalytische Filter 3-2 ist hinter dem (bzw. nachgeschaltet zum) vorderen katalytischen Filter 3-1 angeordnet, das Dosiermodul 5 ist zwischen dem vorderen katalytischen Filter 3-1 und dem hinteren katalytischen Filter 3-2 angeordnet, um nahe dem hinteren katalytischen Filter 3-2 zu sein, und der Temperatursensor 30 ist zwischen dem vorderen katalytischen Filter 3-1 und dem hinteren katalytischen Filter 3-2 angeordnet, um nahe dem vorderen katalytischen Filter 3-1 zu sein. The rear catalytic filter 3-2 is behind (or downstream of) the front catalytic filter 3-1 arranged, the dosing module 5 is between the front catalytic filter 3-1 and the rear catalytic filter 3-2 arranged to near the rear catalytic filter 3-2 to be, and the temperature sensor 30 is between the front catalytic filter 3-1 and the rear catalytic filter 3-2 arranged to near the front catalytic filter 3-1 to be.

Das Dosiermodul 5 weist ferner einen Injektor, der konfiguriert ist, um den Harnstoff einzuspritzen, eine Pumpe, die konfiguriert ist, um den Harnstoff zu pumpen, sowie einen Harnstoff-Temperatursensor auf, der konfiguriert ist, um die Harnstoff-Temperatur zu erfassen. The dosing module 5 further includes an injector configured to inject the urea, a pump configured to pump the urea, and a urea temperature sensor configured to sense the urea temperature.

Die Motorsteuereinheit (ECU) 10 empfängt verschiedene Signale, die eine Motordrehzahl (U/min), eine Motorlast und eine Kühlmitteltemperatur einschließen. The engine control unit (ECU) 10 receives various signals including an engine speed (RPM), an engine load, and a coolant temperature.

Die (Kupplungs-)Wasserpumpe 20, die eine Durchflussmenge des Motorkühlmittels steuert, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen, wird durch die Motorsteuereinheit (ECU) 10 ein-/ausgeschaltet.The (coupling) water pump 20 controlling an engine coolant flow rate to increase fuel efficiency is controlled by the engine control unit (ECU). 10 on / off.

Die Harnstoff-Zirkulationsleitung und die Kühlmittel-Zirkulationsleitung sind in dem Dosiermodul 5 voneinander getrennt, so dass ein Harnstoff-Strom durch die Harnstoff-Zirkulationsleitung und ein Motorkühlmittel-Strom durch die Kühlmittel-Zirkulationsleitung nicht miteinander gemischt werden. The urea circulation line and the coolant circulation line are in the dosing module 5 so that a urea flow through the urea circulation passage and an engine coolant flow through the coolant circulation passage are not mixed with each other.

Die Harnstoff-Zirkulationsleitung ist aus einer Harnstoff-Kühlleitung 7-1, die von dem Harnstoff-Tank 7 mit dem Dosiermodul 5 verbunden ist, und einer Harnstoff-Rückleitung 7-2, die von dem Dosiermodul 5 mit dem Harnstoff-Tank 7 verbunden ist, konfiguriert. The urea circulation line is made of a urea cooling line 7-1 that from the urea tank 7 with the dosing module 5 connected, and a urea return line 7-2 coming from the dosing module 5 with the urea tank 7 connected, configured.

Die Kühlmittel-Zirkulationsleitung ist aus einer Kühlmittel-Kühlleitung 20-1, die von der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 mit dem Dosiermodul 5 verbunden ist, und einer Kühlmittel-Rückleitung 20-2, die von dem Dosiermodul 5 mit dem Motor 1 verbunden ist, konfiguriert. The coolant circulation line is from a coolant cooling line 20-1 coming from the (clutch) water pump 20 with the dosing module 5 is connected, and a coolant return line 20-2 coming from the dosing module 5 with the engine 1 connected, configured.

Erneut bezugnehmend auf 1 ist Schritt S10 ein Prozess zum Berechnen einer erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge des Dosiermoduls 5. Zu diesem Zweck wird die Logik zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens mit einem Temperatur-Prognosewert des Dosiermoduls 5 angewendet. Referring again to 1 Step S10 is a process for calculating a required coolant cooling amount of the metering module 5 , For this purpose, the logic for preventing dosing module heat damage with a temperature prediction value of the dosing module 5 applied.

Der Prozess des Berechnens der erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge des Dosiermoduls 5 ist in 3 veranschaulicht. Wie in 3 veranschaulicht, wird die Berechnung der erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge durch die Temperatur des Dosiermoduls 5 festgelegt (bzw. bestimmt), bei welcher ein Gleichgewicht von ‚Harnstoff-Kühlmenge Q2 + Kühlmittel-Kühlmenge Q3‘ gegenüber einer Auslass(z.B. Abgas)-Gesamtwärmemenge Q1 erzielt wird. The process of calculating the required coolant cooling amount of the dosing module 5 is in 3 illustrated. As in 3 illustrates, the calculation of the required coolant cooling amount by the temperature of the dosing 5 set (or determined), in which a balance of, urea cooling amount Q2 + coolant cooling amount Q3 'compared to an outlet (eg exhaust) total heat quantity Q1 is achieved.

Die Auslass(z.B. Abgas)-Gesamtwärmemenge Q1 ist wie folgt definiert: Auslass(Abgas)-Gesamtwärmemenge Q1 = spezifische Wärme des Auslasses (Abgases) × Auslass(Abgas)-Durchflussmenge(z.B. Flussrate) × Temperatur des Abgases. Hierin ist die spezifische Wärme des Auslasses (z.B. Abgases) eine spezifische Wärme des Diesel-Abgases und die Auslass(Abgas)-Durchflussmenge(z.B. Flussrate) wird durch eine Motordrehzahl (Drehzahl) a-2 und einen Gaspedalhub (Pedal) a-3 festgelegt (bzw. bestimmt), und die Temperatur des Abgases wird durch eine hintere Dieselpartikelfilter(DPF)-Temperatur (Temperatur) a-1, die von dem Temperatursensor 30 hinter dem (bzw. nachgeschaltet zum) vorderen katalytischen Filter 3-1 erfasst wird, festgelegt. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Dauerhaltbarkeit-Grenztemperatur des Dosiermoduls 5 als 120 °C definiert. The exhaust (total exhaust gas) total heat amount Q1 is defined as follows: exhaust gas total heat amount Q1 = exhaust specific heat (exhaust gas) × exhaust gas flow rate (eg, flow rate) × exhaust gas temperature. Herein, the specific heat of the outlet (eg, exhaust gas) is a specific heat of the diesel exhaust gas, and the exhaust gas flow rate (eg, flow rate) is set by an engine speed (rpm) a-2 and an accelerator pedal stroke (pedal) a-3 (or determined), and the temperature of the exhaust gas is determined by a rear diesel particulate filter (DPF) temperature (temperature) a-1, by the temperature sensor 30 behind (or downstream of) the front catalytic filter 3-1 is determined. According to the embodiment of the present invention, a endurance limit temperature of the metering module 5 is defined as 120 ° C.

Die Harnstoff-Kühlmenge Q2 ist wie folgt definiert: Harnstoff-Kühlmenge Q2 = spezifische Wärme des Harnstoffs × Harnstoff-Durchflussmenge(z.B. Flussrate) × Harnstoff-Temperatur. Hierin ist die spezifische Wärme des Harnstoffs ein physikalischer Wert, die Harnstoff-Durchflussmenge(z.B. Flussrate) wird durch eine erforderliche Dosierungs-Durchflussmenge b-2 festgelegt, und die Harnstoff-Temperatur wird durch einen Harnstoff-Temperatursensor (Temperatur) b-1 festgelegt.The urea cooling quantity Q2 is defined as follows: urea cooling quantity Q2 = specific heat of the urea × urea flow rate (eg Flow rate) × urea temperature. Here, the specific heat of urea is a physical value, the urea flow rate (eg, flow rate) is set by a required metering flow rate b-2, and the urea temperature is set by a urea temperature sensor (temperature) b-1.

Ferner ist Schritt S20 ein Prozess zum Berechnen der Motorkühlmittel-Kühlmenge und dessen Ausführungsprozess ist in 4 veranschaulicht. Wie in 4 veranschaulicht, ist die Motorkühlmittel-Kühlmenge wie folgt: Motorkühlmittel-Kühlmenge = spezifische Wärme des Kühlmittels × Durchflussmenge (z.B. Flussrate) des Kühlmittels × Kühlmitteltemperatur. Hierin ist die spezifische Wärme des Kühlmittels eine spezifische Wärme einer 50 % gefrierfesten Flüssigkeit (z.B. eines Frostschutzmittels), die Durchflussmenge (z.B. Flussrate) des Kühlmittels wird durch eine Motordrehzahl (Drehzahl) c-2 festgelegt, und die Kühlmitteltemperatur wird durch eine hintere Dieselpartikelfilter(DPF)-Temperatur (Temperatur) c-1 festgelegt, die von dem Temperatursensor 30 hinter dem (bzw. nachgeschaltet zum) vorderen katalytischen Filters 3-1 erfasst wird. Further, step S20 is a process of calculating the engine coolant cooling amount, and its execution process is in 4 illustrated. As in 4 1, the engine coolant cooling amount is as follows: engine coolant cooling amount = specific heat of the coolant × flow rate (eg, flow rate) of the coolant × coolant temperature. Herein, the specific heat of the coolant is a specific heat of a 50% freeze-resistant liquid (eg an antifreeze), the flow rate (eg flow rate) of the coolant is set by an engine speed (speed) c-2, and the coolant temperature is controlled by a rear diesel particulate filter ( DPF) temperature (temperature) c-1 determined by the temperature sensor 30 behind (or downstream of) the front catalytic filter 3-1 is detected.

Ferner wird das Berechnen der Motorkühlmittel-Kühlmenge mit einem Kupplung-Ein/Aus-Signal c-3 der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 angewendet.Further, calculating the engine coolant cooling amount with a clutch on / off signal c-3 becomes the (clutch) water pump 20 applied.

Erneut bezugnehmend auf 1 ist derweil Schritt S30 ein Prozess zum Ermitteln, ob der Prozess zum Verhindern des Dosiermodul-Hitzeschadens erforderlich ist, was auf der Grundlage der Bedingung ‚erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge > Motorkühlmittel-Kühlmenge‘ ermittelt wird. Referring again to 1 Meanwhile, step S30 is a process for determining whether the dosing module heat damage prevention process is required, which is determined on the basis of the required coolant cooling amount> engine coolant cooling amount requirement.

Wenn in Schritt S30 ermittelt wird, dass die Bedingung ‚erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge > Motorkühlmittel-Kühlmenge‘ nicht erfüllt ist, fährt der Prozess daher mit Schritt S30-1 fort, um den Betriebszustand der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 so wie er ist beizubehalten. Dies bedeutet, dass der aktuelle Zustand des Dosiermoduls 5 gegen die Gefahr des Hitzeschadens gewahrt ist, und somit wird das Ein-/Ausschalten der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 nicht durch die Motorsteuereinheit (ECU) 10 eingeschränkt, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen.Therefore, if it is determined in step S30 that the required coolant amount> engine coolant cooling amount requirement is not satisfied, the process proceeds to step S30-1 to determine the operating state of the (clutch) water pump 20 as it is to be maintained. This means that the current state of the dosing module 5 is protected against the risk of heat damage, and thus turns on / off the (clutch) water pump 20 not through the engine control unit (ECU) 10 restricted to increase fuel efficiency.

Wenn in Schritt S30 ermittelt wird, dass die Bedingung ‚erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge > Motorkühlmittel-Kühlmenge‘ erfüllt ist, fährt andererseits der Prozess mit Schritt S40 fort, um zu prüfen, ob die (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 betrieben wird. Wie oben erläutert, wird durch die Prüfung darüber, ob die (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 betrieben wird, festgestellt, dass der aktuelle Zustand des Dosiermoduls 5 in der Gefahr eines Hitzeschadens ist. On the other hand, when it is determined in step S30 that the required coolant amount> engine coolant cooling amount condition is satisfied, the process proceeds to step S40 to check whether the (clutch) water pump 20 is operated. As explained above, by examining whether the (clutch) water pump 20 is operated, found that the current state of the dosing 5 is in danger of heat damage.

Wenn durch die Prüfung des Schrittes S40 ermittelt wird, dass die (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 nicht eingeschaltet ist, fährt allerdings der Prozess mit Schritt S40-1 fort, um eine On-Board-Diagnose (OBD) (z.B. eine On-Board-Diagnose-Leuchte) einzuschalten. Somit wird die On-Board-Diagnose(OBD) eingeschaltet, um es einem Fahrer zu ermöglichen, zu erkennen, dass der Betrieb der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 die Gefahr des Hitzeschadens des Dosiermoduls 5 erhöhen kann. Das heißt, dass aufgrund des Motorkühlmittel-Durchflussmangels die On-Board-Diagnose(OBD) aktiviert wird, um zu verhindern, dass das Abgasreinigungssystem, welches den vorderen und den hinteren katalytischen Filter 3-1 und 3-2 aufweist, sowie der Motor 1 beeinträchtigt (bzw. geschädigt) werden. If it is determined by the test of step S40 that the (clutch) water pump 20 is not turned on, however, the process proceeds to step S40-1 to turn on an on-board diagnostic (OBD) (eg, an on-board diagnostic lamp). Thus, the on-board diagnostic (OBD) is turned on to allow a driver to recognize that the operation of the (clutch) water pump 20 the risk of heat damage to the dosing module 5 can increase. That is, due to the engine coolant flow shortage, the on-board diagnostic (OBD) is activated to prevent the exhaust gas purification system comprising the front and rear catalytic filters 3-1 and 3-2 has, as well as the engine 1 impaired (or damaged).

Wenn durch die Prüfung in Schritt S40 ermittelt wird, dass die (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 ein bzw. eingeschaltet ist, fährt der Prozess andererseits mit Schritt S50 fort, um den Ein-Zustand bzw. Einschalt-Zustand der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 zwangsweise in den Aus-Zustand bzw. Ausschalt-Zustand zu überführen (z.B. umzuschalten). If it is determined by the check in step S40 that the (clutch) water pump 20 On the other hand, the process proceeds to step S50 to determine the on-state of the (clutch) water pump 20 Forcibly in the off state or switch off state to transfer (eg to switch).

Diesbezüglich wird der Zustand, in dem die (Kupplungs-Wasserpumpe 20 zwangsweise in den Aus-Zustand bzw. Ausschalt-Zustand überführt (bzw. umgeschaltet) ist, in 5 veranschaulicht. In this regard, the state in which the (clutch water pump 20 forcibly switched (or switched) in the off state or off state, in 5 illustrated.

Wie in 5 veranschaulicht, wird die (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 in dem Aus-Zustand bzw. Ausschalt-Zustand beibehalten, so dass eine ausreichende Durchflussmenge (z.B. Flussrate) des Motorkühlmittels in der Kühlmittel-Kühlleitung 20-1 fließt, die von der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 mit dem Dosiermodul 5 verbunden ist. As in 5 illustrates, the (coupling) water pump 20 maintained in the off state, so that a sufficient flow rate (eg flow rate) of the engine coolant in the coolant cooling line 20-1 flowing from the (clutch) water pump 20 with the dosing module 5 connected is.

In diesem Fall fließt die Durchflussmenge des in der Kühlmittel-Kühlleitung 20-1 fließenden Motorkühlmittels gegenüber dem Ein-Zustand bzw. Einschalt-Zustand der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 um 50 % erhöht, so dass die Gefahr des Hitzeschadens des Dosiermoduls 5 bedingt durch den Kühlmittel-Durchflussmangel im Ein-Zustand bzw. Einschalt-Zustand der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 vollständig gelöst werden kann. In this case, the flow rate of the flows in the coolant cooling line 20-1 flowing engine coolant to the on state or on state of the (clutch) water pump 20 increased by 50%, so the risk of heat damage to the dosing 5 due to the lack of coolant flow in the on state or on state of the (clutch) water pump 20 can be completely solved.

Als Nächstes vollzieht das in das Dosiermodul 5 eingeführte Motorkühlmittel von der Kühlmittel-Rückleitung 20-2 zum Motor 1 die zurückkehrende Zirkulation. This will be done in the dosing module next 5 introduced engine coolant from the coolant return line 20-2 to the engine 1 the returning circulation.

In diesem Fall wird die Kühlleistung aufgrund des Harnstoffs, der über die Harnstoff-Kühlleitung 7-1 und die Harnstoff-Rückleitung 7-2 aus dem Harnstoff-Tank 7 zum Dosiermodul 5 zirkuliert wird, kontinuierlich aufrechterhalten. In this case, the cooling capacity is due to the urea flowing through the urea cooling line 7-1 and the urea return line 7-2 from the urea tank 7 to the dosing module 5 is circulated, continuously maintained.

Wie oben erläutert, weist das Verfahren zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: ein Berechnen der erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge zum Verhindern des Hitzeschadens des den Harnstoff einspritzenden Dosiermoduls 5, ein Berechnen der Motorkühlmittel-Kühlmenge, die abhängig von dem Betrieb der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 verändert wird, und, wenn die (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 unter der Bedingung betrieben wird, in der die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, ein Überführen (z.B. Umschalten) der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 in den Ausschalt-Zustand, und wobei das Stoppen des Betriebs davon die Gefahr des Dosiermodul-Hitzeschadens aufgrund des Motorkühlmittelmangels verhindert, insbesondere ein Überführen der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 in den Ausschalt-Zustand bei der Temperatur des Dosiermoduls 5, welche als der Motorbetriebszustand vorausberechnet ist, wodurch die Verringerung in der Kraftstoffeffizienz-Leistung durch die Steuerung der Motorkühlmittel-Durchflussmenge der (Kupplungs-)Wasserpumpe 20 minimiert wird. As explained above, according to the embodiment of the present invention, the method for preventing dosing module heat damage comprises: calculating the required coolant cooling amount for preventing the heat damage of the urea injecting dosing module 5 , calculating the engine coolant cooling amount, which depends on the operation of the (clutch) water pump 20 is changed, and, if the (coupling) water pump 20 is operated under the condition in which the required coolant cooling amount is greater than the engine coolant cooling amount, a transfer (eg switching) of the (clutch) water pump 20 in the off state, and wherein stopping the operation thereof prevents the risk of dosing module heat damage due to the engine coolant shortage, in particular a transfer of the (coupling) water pump 20 in the off state at the temperature of the dosing 5 , which is pre-calculated as the engine operating condition, thereby reducing the fuel efficiency by controlling the engine coolant flow rate of the (clutch) water pump 20 is minimized.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Mangel der Menge des (durch) das Dosiermodul zirkulierenden Motorkühlmittels durch Verbinden des Betriebs der (Kupplungs-)Wasserpumpe mit dem Dosiermodul des Harnstoff-Dosiersystems (UDS) zu verhindern und durch Verwendung der ausreichenden Motorkühlmittelmenge größtenteils die Möglichkeit des Hitzeschadens des Dosiermoduls in dem stets Hochtemperatur-Abgas ausgesetzten Zustand zu reduzieren.  According to embodiments of the present invention, it is possible to prevent the shortage of the amount of engine coolant circulating through the metering module by connecting the operation of the (clutch) water pump with the metering module of the urea metering system (UDS) and by using the sufficient amount of engine coolant for the most part reduce the possibility of heat damage to the dosing in the always high-temperature exhaust gas exposed state.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es ferner möglich, die Möglichkeit des Hitzeschadens des Dosiermoduls weiter zu reduzieren, indem es dem Harnstoff ermöglicht wird, das Dosiermodul zu zirkulieren, zu welchem das Motorkühlmittel zirkuliert wird. Further, according to embodiments of the present invention, it is possible to further reduce the possibility of heat damage to the dosing module by allowing the urea to circulate the dosing module to which the engine coolant is circulated.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es außerdem möglich, die Beseitigungseffizienz von Stickoxid (NOx) der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) optimal aufrechtzuerhalten, indem der Harnstoff-Einspritzungsvorgang aufgrund der Beseitigung der Möglichkeit des Dosiermodul-Hitzeschadens gleichmäßig (z.B. störungsfrei) und stabil durchgeführt wird, und insbesondere die Abgasnorm der verschärften Euro 6 leichter einzuhalten, durch Verwendung der optimierten Effizienz der selektiven katalytischen Reduktion (SCR), um Stickoxid (NOx) zu beseitigen. Further, according to embodiments of the present invention, it is possible to optimally maintain the selective catalytic reduction (SCR) removal efficiency of nitrogen oxides (NOx) by uniformly (eg, trouble-free) and stably carrying out the urea injection operation due to the elimination of the possibility of metering module heat damage and, in particular, to better comply with the exacerbated Euro 6 emission standard by using the optimized Selective Catalytic Reduction (SCR) efficiency to eliminate Nitrogen Oxide (NOx).

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es ferner möglich, das unnötige Stoppen des Betriebs der (Kupplungs-)Wasserpumpe zu minimieren, indem das Ausschalten der (Kupplungs-)Wasserpumpe bei der Temperatur des Dosiermoduls festgelegt wird, welche als der Motorbetriebszustand vorausberechnet ist. Further, according to embodiments of the present invention, it is possible to minimize the unnecessary stopping of the operation of the (clutch) water pump by setting the turning-off of the (clutch) water pump at the temperature of the metering module which is pre-calculated as the engine operating condition.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es ferner möglich, durch Minimieren des unnötigen Stoppens des Betriebs der (Kupplungs-)Wasserpumpe die Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsleistung wie sie ist aufrechtzuerhalten oder die Verringerung in der Kraftstoffeffizienz-Verbesserungsleistung auf der Grundlage der Steuerung der Motorkühlmittel-Durchflussmenge der (Kupplungs-)Wasserpumpe zu minimieren.  Further, according to embodiments of the present invention, by minimizing the unnecessary stop of the operation of the (clutch) water pump, it is possible to maintain the fuel efficiency improving performance as it is or the reduction in the fuel efficiency improving performance based on the control of the engine coolant flow rate of ( Coupling) water pump to minimize.

Obwohl vorstehend die vorliegende Erfindung durch spezifische Gegenstände wie konkrete Bauteile und dergleichen, exemplarische Ausführungsformen und Zeichnungen erläutert wird, werden diese nur zur Unterstützung beim gesamten Verständnis der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Folglich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die exemplarischen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Veränderungen können von einem Fachmann gemacht werden, welchen die vorliegende Erfindung aus dieser Beschreibung betritt.  Although the present invention has been explained above by specific items such as concrete members and the like, exemplary embodiments and drawings, they are provided only to assist in the overall understanding of the present invention. Thus, the present invention is not limited to the exemplary embodiments. Various modifications and changes may be made by those skilled in the art to which this invention pertains.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • KR 10-2013-0149240 [0001] KR 10-2013-0149240 [0001]

Claims (16)

Ein Verfahren zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens, aufweisend: (a) Berechnen einer erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge zum Verhindern des Hitzeschadens des Dosiermoduls (5), das ein Reduktionsmittel einspritzt (S10), (b) Berechnen einer Motorkühlmittel-Kühlmenge, die abhängig von dem Betrieb einer Kupplungs-Wasserpumpe (20) verändert wird (S20), (c) Prüfen eines Betriebszustands der Kupplungs-Wasserpumpe (20) durch Vergleichen der erforderlichen Kühlmittel-Kühlmenge mit der Motorkühlmittel-Kühlmenge (S30), und wobei, (d) wenn die Kupplungs-Wasserpumpe (20) in der Bedingung betrieben wird, in der die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, die Kupplungs-Wasserpumpe in einen Ausschalt-Zustand überführt wird, um deren Betrieb zu stoppen (S50).A method of preventing dosing module heat damage, comprising: (a) calculating a required coolant cooling amount to prevent heat damage to the dosing module ( 5 ) injecting a reducing agent (S10), (b) calculating an engine coolant cooling amount that depends on the operation of a clutch water pump ( 20 ) (S20), (c) checking an operating condition of the clutch water pump (S20) 20 by comparing the required coolant cooling amount with the engine coolant cooling amount (S30), and wherein, (d) when the clutch water pump ( 20 ) is operated in the condition where the required coolant cooling amount is larger than the engine coolant cooling amount, the clutch water pump is brought into a power-off state to stop its operation (S50). Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittel Harnstoff ist. The method of claim 1, wherein the reducing agent is urea. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge durch eine Temperatur des Dosiermoduls (5) festgelegt wird, bei welcher eine Summe der Harnstoff-Kühlmenge (Q3) und der Motorkühlmittel-Kühlmenge (Q2) gegenüber einer Abgas-Gesamtwärmemenge (Q1) ausgeglichen ist. The method of claim 1 or 2, wherein the required coolant cooling amount is determined by a temperature of the metering module ( 5 ) at which a sum of the urea cooling amount (Q3) and the engine coolant cooling amount (Q2) is balanced against a total exhaust heat amount (Q1). Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Abgas-Gesamtwärmemenge (Q1) wie folgt definiert ist: Abgas-Gesamtwärmemenge = spezifische Wärme des Abgases × Auslass-Durchflussrate × Abgas-Temperatur, und wobei die spezifische Wärme des Abgases eine spezifische Wärme des Abgases ist, die Abgas-Durchflussrate durch eine Motordrehzahl und einen Gaspedalhub festgelegt wird, und die Temperatur des Abgases durch eine Temperatur des Abgases festgelegt wird, die hinter einem katalytischen Filter, welcher vor dem Dosiermodul (5) angeordnet ist, erfasst wird. The method of claim 3, wherein the total amount of exhaust gas (Q1) is defined as: total exhaust heat amount = specific heat of the exhaust gas × exhaust flow rate × exhaust gas temperature, and wherein the specific heat of the exhaust gas is a specific heat of the exhaust gas, the exhaust gas flow rate is determined by an engine speed and an accelerator pedal stroke, and the temperature of the exhaust gas is determined by a temperature of the exhaust gas behind a catalytic filter, which upstream of the metering module ( 5 ) is detected is detected. Das Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Harnstoff-Kühlmenge wie folgt definiert ist: Harnstoff-Kühlmenge (Q2) = spezifische Wärme des Harnstoffes × Harnstoff-Durchflussrate × Harnstoff-Temperatur, und wobei die Harnstoff-Durchflussrate durch eine erforderliche Dosierungs-Durchflussrate des Dosiermoduls festgelegt wird und die Harnstoff-Temperatur durch eine Temperatur des das Dosiermodul zirkulierenden Harnstoffes festgelegt wird. The method of claim 3 or 4, wherein the urea cooling amount is defined as: urea cooling amount (Q2) = urea specific heat × urea flow rate × urea temperature, and wherein the urea flow rate is a required metering flow rate the dosing is set and the urea temperature is determined by a temperature of the dosing circulating urea. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Motorkühlmittel-Kühlmenge wie folgt definiert ist: Motorkühlmittel-Kühlmenge = spezifische Wärme des Kühlmittels × Durchflussrate des Kühlmittels × Kühlmittel-Temperatur, und wobei die spezifische Wärme des Kühlmittels eine spezifische Wärme einer 50 % Antiforst-Flüssigkeit ist, die Durchflussrate des Kühlmittels durch eine Motordrehzahl festgelegt wird, und die Kühlmittel-Temperatur durch die Temperatur des Abgases festgelegt wird, die hinter dem katalytischen Filter, welcher vor dem Dosiermodul (5) angeordnet ist, erfasst wird. The method of any one of the preceding claims, wherein the engine coolant cooling amount is defined as: engine coolant cooling amount = specific heat of the coolant × flow rate of coolant × coolant temperature, and wherein the specific heat of the coolant has a specific heat of 50% antiforant Liquid is, the flow rate of the coolant is determined by an engine speed, and the coolant temperature is determined by the temperature of the exhaust gas behind the catalytic filter, which upstream of the metering module ( 5 ) is detected is detected. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn die Bedingung, bei der die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, nicht erfüllt ist, ein Betriebszustand der Kupplungs-Wasserpumpe (20) so wie er ist beibehalten wird. The method according to one of the preceding claims, wherein, when the condition in which the required coolant cooling amount is larger than the engine coolant cooling amount is not satisfied, an operation state of the clutch water pump ( 20 ) as it is maintained. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn die Kupplungs-Wasserpumpe (20) nicht in dem Zustand betrieben wird, in dem die Bedingung erfüllt ist, dass die erforderliche Kühlmittel-Kühlmenge größer als die Motorkühlmittel-Kühlmenge ist, die Möglichkeit des Hitzeschadens des Dosiermoduls einem Fahrer durch Warnung mitgeteilt wird. The method according to one of the preceding claims, wherein when the clutch water pump ( 20 ) is not operated in the state in which the condition is satisfied that the required coolant cooling amount is greater than the engine coolant cooling amount, the possibility of heat damage of the dosing is notified to a driver by warning. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Warnen durch Einschalten einer On-Board-Diagnose(OBD) durchgeführt wird.  The method of claim 8, wherein the warning is performed by turning on an on-board diagnostic (OBD). Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Motorkühlmittel, während es von der Kupplungs-Wasserpumpe (20) zum Verbrennungsmotor (1) zirkuliert wird, über das Dosiermodul (5) passiert, und das von einem Harnstoff-Speichertank (7) zum Dosiermodul (5) zirkulierende Reduktionsmittel, ohne mit dem Motorkühlmittel gemischt zu werden, zirkuliert wird. The method of any one of the preceding claims, wherein the engine coolant while flowing from the clutch water pump ( 20 ) to the internal combustion engine ( 1 ) is circulated via the dosing module ( 5 ) and that of a urea storage tank ( 7 ) to the dosing module ( 5 ) circulating reducing agent without being mixed with the engine coolant is circulated. Eine Steuervorrichtung zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens, aufweisend: eine Motorsteuereinheit (ECU), die konfiguriert ist, um eine Logik zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wobei die Motorsteuereinheit (ECU) eine Kupplungs-Wasserpumpe (20) ein- bzw. ausschaltet, um eine Durchflussrate eines Motorkühlmittels zu steuern, welches durch einen Verbrennungsmotor (1) zirkuliert. A dosing module heat damage prevention control apparatus comprising: an engine control unit (ECU) configured to execute a dosing module heat damage prevention logic according to any one of claims 1 to 10, wherein the engine control unit (ECU) includes a clutch water pump (15); 20 ) in order to control a flow rate of an engine coolant, which is controlled by an internal combustion engine ( 1 ) circulates. Ein Harnstoff-Abgasreinigungssystem, aufweisend: ein Dosiermodul (5), das konfiguriert ist, Harnstoff als einen Katalysator in einem dem Fluss von entlang einer Abgasleitung fließendem Abgas ausgesetzten Zustand einzuspritzen, eine Harnstoff-Zirkulationsleitung, die konfiguriert ist, um mit einem Harnstoff-Tank (7) verbunden zu sein, in welchem der Harnstoff gespeichert ist, um den Harnstoff zum Dosiermodul (5) zu zirkulieren, eine Kühlmittel-Zirkulationsleitung, die konfiguriert ist, um mit einer Kupplungs-Wasserpumpe verbunden zu sein, welche zur Zirkulierung des Motorkühlmittels ein- bzw. ausgeschaltet wird, um das Motorkühlmittel über das Dosiermodul (5) zu einem Verbrennungsmotor (1) zu zirkulieren, und einen Temperatursensor (30), der konfiguriert ist, um eine Temperatur eines Abgases zu erfassen, welches entlang der Abgasleitung strömt. A urea exhaust gas purification system, comprising: a dosing module ( 5 ) configured to inject urea as a catalyst in a state exposed to the flow of exhaust gas flowing along an exhaust passage, a urea circulation passage configured to communicate with a urea tank (FIG. 7 ), in which the urea is stored, in order to supply the urea to the dosing module ( 5 ) to circulate, a coolant circulation line configured to be connected to a clutch water pump that is turned on and off to circulate the engine coolant to supply the engine coolant via the metering module (10); 5 ) to an internal combustion engine ( 1 ) and a temperature sensor ( 30 ) configured to detect a temperature of an exhaust gas flowing along the exhaust passage. Das Harnstoff-Abgasreinigungssystem nach Anspruch 12, wobei der Katalysator eine selektive katalytische Reduktion (SCR) ist, die in der Abgasleitung vor dem Dosiermodul montiert ist, und ein Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und ein Dieselpartikelfilter (DPF) vor dem Dosiermodul (5) in der Abgasleitung montiert sind.The urea exhaust gas purification system of claim 12, wherein the catalyst is a Selective Catalytic Reduction (SCR) mounted in the exhaust conduit upstream of the metering module, and a Diesel Oxidation Catalyst (DOC) and a Diesel Particulate Filter (DPF) upstream of the metering module (15). 5 ) are mounted in the exhaust pipe. Das Harnstoff-Abgasreinigungssystem nach Anspruch 13, wobei der Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Abgases hinter dem Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und dem Dieselpartikelfilter (DPF) angeordnet ist. The urea exhaust gas purifying system according to claim 13, wherein the temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas is located downstream of the diesel oxidation catalyst (DOC) and the diesel particulate filter (DPF). Das Harnstoff-Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 12–14, wobei die Harnstoff-Zirkulationsleitung und die Kühlmittel-Zirkulationsleitung Zirkulationswege bilden, die im Inneren des Dosiermoduls (5) voneinander getrennt sind. The urea exhaust purification system according to any one of claims 12-14, wherein the urea circulation passage and the coolant circulation passage form circulation paths formed inside the metering module (12). 5 ) are separated from each other. Ein Harnstoff-Abgasreinigungssystem, aufweisend: eine Motorsteuereinheit (ECU), die konfiguriert ist, um einen Einschalt-Zustand einer Kupplungs-Wasserpumpe (20) in einen Ausschalt-Zustand zu steuern, um einen Hitzeschaden eines Dosiermoduls (5) nach einem der Ansprüche 12–15 zu verhindern, wobei die Motorsteuereinheit (ECU) eine Logik zum Verhindern eines Dosiermodul-Hitzeschadens nach einem der Ansprüche 1–10 ausführt. A urea exhaust gas purification system, comprising: an engine control unit (ECU) configured to monitor a power-on state of a clutch water pump (FIG. 20 ) in a switch-off state, in order to prevent heat damage to a dosing module ( 5 ) according to any of claims 12-15, wherein the engine control unit (ECU) executes a dosing module heat damage prevention logic according to any one of claims 1-10.
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