KR101713925B1 - 배기 스트림 내부 물질의 농도/분율 조절 방법 - Google Patents

배기 스트림 내부 물질의 농도/분율 조절 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동 라인의 제어를 통해 자동차의 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하기 위한 방법에 관한 것으로, 자동차는: 클러치 장치를 통해 복수의 이산 기어를 가진 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동 라인, 및 연소 엔진의 배기 스트림의 처리를 위해 배치된 배기 시스템을 구비하고; 본 발명의 방법은: 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 적어도 하나의 제1 농도/분율 C1/X1에 관련된 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1을 구하는 단계; 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx의 조절을 위해, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여, 상기 자동 변속 장치 또는 상기 수동 변속 장치를 제어하여, 상기 연소 엔진의 동작점을 제어하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 프로그램 제품, 시스템 및 이러한 시스템을 포함하는 자동차에 관한 것이다.

Description

배기 스트림 내부 물질의 농도/분율 조절 방법{REGULATION OF CONCENTRATION/FRACTION OF SUBSTANCES IN AN EXHAUST STREAM}
본 발명은 자동차의 구동 라인(drive line)을 제어하여 배기 스트림에 포함되어 있는 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 프로그램 제품, 시스템 및 이러한 시스템을 포함하는 자동차에 관한 것이다.
자동차 배기 배출물에 대한 법률 및 규정은 주로 도시 지역의 오염 및 공기질(air quality) 때문에 여러 국가에서 개발되었다. 이러한 법률 및 규정은 종종 연소 엔진 장착 차량에 대한 배기 배출물 허용 한계(배출 기준)를 정의한 요구 사항 세트로 구성된다. 예를 들어, 질소 산화물(NOx), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 입자의 배출 수준이 대부분의 유형의 자동차를 위해 조절된다.
이러한 배출 기준을 충족시키기 위해, 연소 엔진의 연소에 의해 발생한 배기는 후 처리된다(정제). 예를 들어, 촉매 정화 공정이 사용될 수 있으므로, 후 처리 시스템은 일반적으로 촉매기를 포함한다. 또한, 후 처리의 대안적인 시스템 또는 하나 또는 다수의 촉매기와 결합한 시스템은 하나 또는 다수의 미립자 필터와 같은 다른 구성 요소를 포함할 수 있다.
도 1은 자동차(100)의 연소 엔진(101)을 도시하고, 연소에 의해 발생한 배기 스트림은 파이프(204)(화살표로 표시), 디젤 산화 촉매기(205)(DOC)를 통해 미립자 필터(202)(디젤 미립자 필터, DPF)로 전달된다. 또한, 후 처리 시스템은 미립자 필터(202)의 하류에 배치된 SCR 촉매기(201)(선택적 환원 촉매, SCR)를 포함하고, SCR 촉매기는 질소 산화물(NOx)의 양의 감소를 위한 첨가제로서, 암모니아(NH3), 또는 암모니아가 발생 되거나 형성될 수 있는 혼합물을 사용한다. 미립자 필터(202)는 대안적으로 SCR 촉매기(201)의 하류에 배치될 수 있다. 디젤 산화 촉매기(205)(DOC)는 여러 가지 기능을 구비하고, 엔진 프로세스는 일반적으로 디젤 산화 촉매기의 귀금속 코팅을 통해 화학 반응기 같은 배기 스트림을 발생시켜 과잉 공기를 사용한다. 디젤 산화 촉매기는 일반적으로 배기 스트림에 남아 있는 탄화 수소 및 일산화 탄소를 이산화 탄소, 물 및 열로 산화하는데 사용되고, 일산화 질소를 이산화질소로 변환하는 데에도 사용된다.
연소 엔진 연소실(실린더)에서 연료의 연소와 관련하여 그을음 입자가 형성된다. 이 때문에, 미립자 필터가 그을음 입자를 포획하는데 사용되는데, 배기 스트림이 필터 구조물을 통해 전달되고, 필터 구조물에 배기 스트림이 통과됨으로써 그을음 입자가 포획되고 미립자 필터에 저장된다. 미립자 필터는 자동차가 구동될 때 그을음이 채워지고, 조만간 필터에 그을음이 제거되어야 하는데, 이는 일반적으로 재생의 도움으로 달성될 수 있다. 이러한 재생은, 하나 또는 다수의 화학 공정에서 그을음 입자(주로 탄소 입자)가 이산화 탄소 및/또는 일산화 탄소로 전환되는 것을 의미한다. 재생은 다양한 방법으로 발생할 수 있는데, 예를 들어, 수동 재생으로 불리는 NO2-기반 재생, 또는 활성 재생으로 불리는 산소(O2)-기반 재생의 도움으로 재생이 발생할 수 있다.
수동 재생과 관련하여, 예를 들어, 식 1에 따른 탄소 및 이산화 탄소의 반응에서 산화 질소 및 산화 탄소가 형성된다:
NO2 + C = NO + CO (1)
그러나, 수동 재생은 이산화 질소의 가용성에 따라 크게 좌우된다. 이산화 질소의 공급이 감소되는 경우에, 재생 속도 또한 감소된다. 이산화 질소의 형성이 방해되는 경우, 예를 들어, 후 처리 시스템에서 하나 또는 다수의 구성 요소가 황(sulphur)에 의해 오염되는 경우, 이산화 질소의 공급이 감소될 수 있는데, 이는 일반적으로 디젤과 같은 적어도 일부 유형의 연료에서 발생한다. 화학 반응의 경쟁은 또한 이산화 질소의 전환을 방해한다.
수동 재생의 장점은 바람직한 반응 속도에 의해 필터가 비워지는 것이 낮은 온도로 달성된다는 것이다. 통상적으로, 200℃ 내지 500℃ 사이의 높은 부분 온도가 일반적으로 바람직하지만, 수동 재생 중에 미립자 필터의 재생은 200℃ 내지 500℃의 범위의 온도에서 발생한다. 실질적으로 활성 재생의 낮은 온도와 비교하여, 예를 들어 SCR 촉매기가 존재하는 경우, 큰 장점이 되는데, 이러한 높은 온도 레벨이 SCR 촉매기가 손상되도록 하는 리스크가 없기 때문이다. 하지만, 효과적인 수동 재생이 발생하는데 상대적으로 높은 온도가 달성되는 것이 중요하다.
산소(O2)-기반 재생과 같은 활성 재생의 경우에, 화학 공정은 식 2에 따라 주요하게 발생한다:
C + O2= CO2+ heat (2)
이와 같이, 탄소와 산소는 활성 재생으로 이산화 탄소와 열로 변환된다. 그러나 이 화학 반응은 온도에 따라 크게 좌우되고 상당한 반응 속도가 발생하도록 상대적으로 높은 필터 온도가 요구된다. 전형적으로, 최소 미립자 필터의 온도는 500℃를 요구하나, 바람직하게 필터의 온도는 바람직한 속도로 재생이 발생하도록 높은 온도가 요구된다. 화학 반응의 반응 속도는 예를 들어, 식 1 및 식 2에 따른 반응 속도 또한 반응 물질의 농도에 의존한다. 예를 들어, 어느 반응 물질의 농도가 낮은 경우, 반응 속도가 느려지고, 반응 물질이 누락된 경우, 반응이 전혀 발생하지 않는다.
활성 재생에 사용될 수 있는 최대 온도는 종종 후 처리 시스템/배기 시스템의 일부 구성 요소 대한 허용치에 의해 제한된다. 예를 들어, 미립자 필터(202) 및/또는 (적용 가능한) 후속 SCR 촉매기는 최대 온도에 대한 구조적 한계가 노출될 수 있다. 이 활성 재생은 종종 바람직하지 않게 낮은 최대 구성 요소 온도를 가질 수 있다. 동시에, 유용한 반응 속도가 발생하기 위해 높은 최소 온도가 요구된다. 활성 재생에서, 그을음 연소 부하는 미립자 필터(202)에서 실질적으로 완전히 태워진다. 이는 미립자 필터의 전체 재생이 달성되고, 미립자 필터의 그을음 정도가 실질적으로 0%라는 것을 의미한다. 오늘날에는 후속 SCR 촉매 처리 공정의 과열 문제가 발생할 수 있기 때문에 미립자 필터(202)와 함께 SCR 촉매기(201)를 자동차에 구비하는 것이 일반적이다. 따라서, SCR 촉매의 급격한 온도 상승이 제어될 수 있는 것이 중요하다. 예를 들어, 이러한 온도의 급격한 상승은 미립자 필터(DFP)의 빠른 산화에 의해 발생될 수 있는데, 미립자 필터 내부의 산소 농도가 낮거나 0 레벨로 감소되는 경우, 억제 또는 정지될 수 있다. 전술한 바와 같이, 예를 들어, 미립자 필터의 일부 또는 전체 초과 온도를 예방 또는 억제하기 위해, 배기 시스템의 다른 구성 요소에 의해 온도가 제어되는 것이 중요하다.
어느 자동차가 구동되는지에 따라, 연소에 의해 발생하는 배기 스트림에 대한 농도/분율이 다르다. 연소 엔진이 격렬하게 작동하는 경우, 배기 스트림에는 연소 생성물의 농도/분율이 높고 연소 반응물의 농도/분율이 낮게 되며, 연소 엔진의 부하가 상대적으로 낮은 경우, 배기 스트림의 농도/분율은 실질적으로 역전된다. 예를 들어, 배기 스트림에 황 산화물과 같이 바람직하지 않은 연소 생성물의 높은 농도/분율이 포함되도록 자동차가 장시간 구동되는 경우, 디젤 산화 촉매(205) 기능 저하가 발생하는데, 디젤 산화 촉매기(205)의 활성 코팅에 따른 다양한 형태로 연료에 존재하는 황의 반응은 일반적으로 하나 또는 다수의 귀금속(precious metal) 또는 알루미늄과 같은 다른 적용 가능한 금속을 포함하기 때문이다. 이러한 문제는 일반적으로 낮은 온도(150℃) 내지 중간 온도(300℃)에서 발생한다. 예를 들어, 150℃ 내지 250℃ 미만의 온도에서 SCR 촉매기는 전혀 작동하지 않는다. 반면에, 배기 스트림의 온도가 상대적으로 높은 상태로 유지되는 방식으로 자동차가 구동되는 경우, 활성 재생은 바람직한 속도로 발생할 수 있다. 그러나, 배기 스트림의 온도는 최대 허용 온도를 초과할 수 없으므로, 후 처리 시스템에서 열에 민감한 구성 요소는 전술한 바와 같이 손상된다. NOx의 농도를 낮은 수준으로 유지되고 NO/NOx의 균형이 유지되도록 보장하는 것이 특히 중요하다.
가스에 물질의 농도 C는 식으로 표현될 수 있다: C= N/V, N은 특정 물질의 분자 수이고, V는 체적인데, 즉 주어진 부피에서 특정 물질의 분자의 수를 의미한다. 압력이 증가되고 온도가 감소되는 경우, 이상기체에서 증가되는 총 농도 CTot는 일반 기체 법칙 CTot= NTot/V로 표현되고, NTot는 분자의 총 개수이다. 물질의 분율 X는 C= X·CTot와 같이 농도 C와 분율 X와의 관계로 표현된다. 화학 반응이 발생하지 않는 경우, 특정 물질이 속해 있는 부피에서 분자의 비율을 명시한 분율이, 원래 부피에 추가적인 분자가 혼합되더라도 변경되지 않는다. 예를 들어, 이는 확산 및/또는 가스 요소의 재혼합, 난류(turbulence)를 통해 발생할 수 있다. 예를 들어, 혼합된 새로운 분자는 증발되거나 반응이 발생할 수 있는 배기관 내에 분사된 요소(urea) 및/또는 디젤에서 발생할 수 있다. 새로운 분자는 또한 배기 스트림에서 진행된 응축수 및/또는 기화된 응축에서 방출된, 이전에 저장된 물질에서 발생할 수 있다. 배기 시스템에서 조절될 수 있는 물질의 예는: 일산화 탄소(CO) 및 질소 산화물(NO)이고, 일산화 탄소(CO) 및 질소 산화물(NO)는 산소와 반응하여 이산화 탄소(CO2) 및 이산화 질소(NO2)를 발생시킨다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 따라 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하기 위한 해결책을 통해, 전체적으로 또는 부분적으로 문제점 및/또는 단점을 해결하는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 전술한 목적은 구동 라인의 제어를 통해, 자동차 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율의 조절을 위한 방법으로 달성되는데, 자동차는, 클러치 장치를 통해 복수의 이산 기어를 가진 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동 라인, 및 연소 엔진으로부터 나오는 배기 스트림의 처리를 위해 배치된 배기 시스템을 구비하고, 이 방법은:
- 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx의 조절을 위해, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 파라미터가 배기 스트림의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차인 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여, 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치를 제어하여 연소 엔진의 동작점을 제어하는 단계를 포함한다.
전술한 방법의 다른 실시예는 첨부된 종속 청구항에 기재된 방법으로 정의된다. 본 발명에 따른 방법은 또한, 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있는데, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에 실행될 때 컴퓨터가 본 발명에 따른 방법을 수행하여 달성된다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 전술한 목적은 자동차에서 하나 또는 다수의 기능을 제어하기 위해 배치된 시스템으로 달성되는데, 자동차는, 클러치 장치를 통해 복수의 이산 기어를 가진 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동 라인, 및 상기 연소 엔진의 배기 스트림의 처리를 위해 배치된 배기 시스템을 구비하고, 이 시스템은, 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx의 조절을 위해, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 파라미터가 배기 스트림의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef의 제1 농도/분율 차인 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여, 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치를 제어하여 연소 엔진의 동작점을 제어하기 위해 배치된 제어 장치를 포함한다.
바람직하게 이러한 시스템은 버스, 트럭 또는 다른 유사한 자동차와 같은 자동차에 배치된다.
본 발명에 따른 방법 또는 시스템에 의해, 자동차 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절/제어하기 위한 개선된 해결책을 얻을 수 있다. 예를 들어, 본 발명은, 종래 기술에 따른 해결책으로 농도/분율의 조절이 불가능하거나 불충분한 작동 조건에서 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율의 조절을 가능하게 한다.
본 발명에 따라 포함된 물질의 농도/분율의 조절을 위한 하나의 방법 또는 시스템은, 미립자 필터 및 촉매기와 같은 배기 시스템의 구성 요소가 효율적으로 작동하는 것을 가능하게 하는데, 이는 배기 시스템에 포함된 물질의 농도/분율이 구성 요소의 최적화 작동 농도/분율로 효율적이고 정확하게 조정되기 때문이다. 배기 시스템의 구성 요소가 과열 및 오염으로 손상되는 위험 또한 감소된다.
또한, 본 발명은 종래 기술과 비교하여, 포함된 물질의 바람직한 농도/분율을 달성하거나 배기 스트림에 포함된 물질의 현재 농도/분율을 유지하기 위한 연료 효율적인 방법을 제공한다. 본 발명에 따라 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1으로 구동 라인의 제어를 통해 포함된 물질의 농도/분율을 조절함으로써, 외부 히터 또는 엔진 효율 전에 농도/분율을 우선 순위로 하는 엔진 제어의 활성화와 같은 조치로 높은 연료 소비를 피할 수 있다.
본 발명의 다른 장점은 이미 존재하는 자동차의 부품/구성요소가 사용될 수 있기 때문에, 본 발명의 장점을 달성하는데 추가적인 부품/구성요소를 자동차에 구비할 필요가 없기 때문이다. 따라서 비용 절감이 수반된다.
본 발명의 추가적인 장점 및 실시예는 하기 상세한 설명에 의해 명백해진다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 연소 엔진 및 배기 시스템을 포함하는 시스템의 개략도이다;
도 2는 예시적인 차량의 개략도이다;
도 3은 엔진 시스템에서의 가스 유동의 개략도이다;
도 4는 제어 장치의 개략도이다; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 2는 트럭, 버스 또는 다른 유사한 차량과 같은 자동차(100)의 개략도이다. 도 2에서 개략적으로 도시된 자동차(100)는 한 쌍의 전륜(111, 112)과 구동륜인 한 쌍의 후륜(113, 114)을 포함한다. 자동차는 또한 연소 엔진(101)(예를 들어, 디젤 기관)을 구비한 구동 라인을 포함하는데, 구동 라인은 연소 엔진에서 출력 샤프트(102), 예를 들어 클러치 장치(106)를 통해 변속 장치(103)에 연결된다. 클러치 장치는 자동으로 제어되는 클러치로 구성될 수 있고, 제어 장치(115, 208)를 통해 자동차의 제어 시스템에 의해 제어될 수 있으며, 제어 장치를 통해 제어 시스템이 변속 장치(103) 또한 제어할 수 있다. 변속 장치(103)에서 시작된 출력 샤프트(107)는, 차동 장치와 같은 최종 구동 장치(108)(final drive) 및 최종 구동 장치(108)에 연결된 구동 샤프트(104, 105)를 통해 구동륜(113, 114)를 구동시킨다.
자동차(100)는 또한 연소 시에 연소 엔진(101)에 의해 발생된 배기 스트림을 제거하도록 배치된 배기 시스템을 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배기 시스템은 연소 엔진(101)에서 발생한 배기 배출물을 처리하기 위한 후 처리 시스템(배기 정화 시스템)을 포함할 수 있다. 그러나, 필수적으로 배기 시스템이 이러한 후 처리 시스템을 포함해야되는 것은 아니고, 추가적으로 배기 시스템은 터보, 소음 시스템 및 EGR용 가스 유동 시스템과 같은 다른 부품 및 요소들을 포함할 수 있다.
변속 장치(103)는 일반적으로 수동 변속 장치; 자동 변속 장치, 자동화 수동 변속 장치(자동화 수동 변속기, AMT) 또는 더블 클러치 변속 장치(2단 변속 장치, DCT)와 같은 자동화 변속 장치; 또는 무단 변속 변속 장치(무단 변속기/무한 가변 변속기, CVT/IVT)이다.
수동 변속 장치(103)는 복수의 이산 기어(discrete gear)를 구비한 변속 장치이고, 기어(예를 들어, 전진 및 후방 기어)의 계합 또는 비계합을 위해 운전자가 조작 가능한 곳에 배치된다.
자동 변속 장치 또한 많은 양의 기어를 가지는데, 즉, 다수의 이산 기어를 포함한다. 그러나, 자동 변속 장치는, ECU(전자 제어 장치)로 불리는 하나 또는 다수의 제어 장치를 포함하는 제어 시스템에 의해 제어되고 조작된다는 점에서 수동 변속 장치와 다르다. 제어 장치 또는 ECU는 예를 들어, 특정 주행 저항에 따라 특정 속도로 선택 기어를 변속시 변속 장치(103)를 제어하기 위해 배치된다. 또한, ECU는 연소 엔진(101)의 속도 및 토크, 변속 장치의 상태를 측정할 수 있다. 엔진 또는 변속 장치에서의 정보는 예를 들어, 자동차(100)에 설치된 CAN(계측 제어기 통신망)버스를 통해 전기 신호의 형태로 ECU에 전송될 수 있다.
변속 장치(103)는 하나의 장치로 개략적으로 도시되었다. 그러나, 변속 장치는 예를 들어, 자동차의 구동 라인을 따라 배치되는 레인지 변속 장치, 메인 변속 장치 및 분할 변속 장치와 같은 다수의 협력 변속 장치를 물리적으로 포함할 수 있다. 이러한 변속 장치는 임의 개수의 적절한 이산 기어를 포함할 수 있다. 대형 수송차를 위한 오늘날의 변속 장치는 일반적으로 12개의 전진 기어, 2개의 후진 기어 및 하나의 중립 기어를 가진다.
또한 CVT 또는 IVT 변속기라고 불리는 무단 변속 장치는 이전 변속 장치 유형과 차이가 있는 공지된 변속 장치와 또 다른 유형인데, 이는 다른 기어비에 상당하는 복수의 이산 기어를 구비하지 않지만, 무단 기어비는 복수의 이산 기어를 구비하고 있기 때문이다. 따라서, 이러한 유형의 변속 장치에서, 기어비는 특정 범위 내에서 원하는 정확한 기어비로 제어될 수 있다.
고단 변속 및 저단 변속 관련하여, 고단 변속은 변속 장치에서 가능한 고단 기어가 선택되는 것을 의미하고, 저단 변속은 변속 장치에서 가능한 저단 기어가 선택되는 것을 의미한다. 이는 복수의 이산 기어를 구비한 변속 장치에 적용된다. 무단 변속 장치에 있어서, "가상" 기어들이 정의될 수 있고, 이산 기어 단계를 구비한 변속 장치와 같이 동일한 방식으로 기어 변속(shifting gear)이 발생할 수 있다. 그러나, 이러한 무단 변속 장치를 제어하는 일반적인 방법은 기어비가 다른 연관된 파라미터에 따라 변하게 하는 것이다. 이러한 변속 장치의 제어는 일반적으로 연소 엔진의 속도 및 토크, 즉, 동작점(operating point)의 제어와 통합된다. 일반적인 방법은 예를 들어, 가속 폐달 위치 및 자동차의 속도에 기초하여 계산된 현재 구동력 요건을 기초로 하여 무단 변속 장치를 제어하는 것이고, 동작점은 현재 구동력 요건을 달성하는데 큰 영향을 끼친다. 따라서, 무단 변속 장치의 기어비는 엔진 속도가 현재 구동력 요건을 위한 최적의 동작점에 이르게 하는 결과가 된다. 효율과 다른 측면에서 엔진에 대한 동작점의 선택이 고려될 수 있다. 이는 예를 들어, 토크 반응 시간과 같은 운행성 관련 측면일 수 있는데, 즉, 얼마나 긴 시간 동안 높은 구동륜 토크를 달성할 수 있는지 또는 얼마나 많은 토크가 일정 시간 주기 동안 얻어질 수 있는지를 의미한다.
또한, 관성 주행의 활성화로 인해 자동차의 엔진(101)이 자동차의 구동륜(110, 111)과 기계적으로 해제, 즉 구동 라인이 열리고, 관성 주행의 불활성화로 인해 구동 라인이 닫힌다. 엔진에서 구동륜의 해제는 예를 들어, 변속 장치(103)를 중립 기어에 놓거나, 클러치 장치(106)를 개방함으로써 달성될 수 있다. 즉, 관성 주행 중에 필수적인 동력이 변속 장치를 통해 엔진에서 구동륜으로 전달되지 않는다.
본 발명에서는 자동차(100)의 구동 라인은 상술한 유형으로 복수의 이산 기어를 구비한 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치를 포함하는 것으로 한다. 또한, 자동차가 연소 엔진(101) 및 연소 엔진에서 발생한 배기 스트림의 제거를 위해 연소 엔진에 연결된 배기 시스템을 포함하는 것으로 한다.
본 발명에 따른 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도 분율의 조절하는 한 가지 방법은:
배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx의 조절을 위해, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 파라미터가 배기 스트림의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef의 제1 농도/분율 차인 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여, 상기 자동 변속 장치 또는 상기 수동 변속 장치를 제어하여 상기 연소 엔진의 동작점을 제어하는 단계를 포함한다. 바람직하게 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치의 제어는 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치 기어의 제어를 통해서 발생한다. 기준 농도/분율 CRef/XRef는 배기 스트림의 바람직한 농도/분율이다.
자동 변속 장치의 제어는 상술한 바와 같이 제어 시스템이 변속 장치를 제어한다는 것을 의미한다. 수동 변속 장치(또는 수동 모드인 자동 변속 장치)의 제어는 자동차의 운전자가 설명/표시 시스템에 의해 안내된 것처럼 기어를 변화시키는 것을 의미하되, 설명/표시 시스템은 기어 선택을 위한 이전 알고리즘에 따라 운전자에게 적합한 바람직한 기어를 설명/표시하도록 배치된다. 따라서, 설명/표시 시스템은 자동차 운전 중에 기어를 바꿀 때, 운전자를 위한 운전자 지원("운전자 지원")을 수반한다. 설명은 예를 들어, 시각, 오디오 또는 촉각의 설명/표시 또는 이를 위해 적절한 배치에 따른 그 결합을 포함할 수 있다.
구동 라인(예를 들어, 변속 장치 및 클러치)의 제어를 통해 바람직한 값으로 배기 스트림의 농도/분율을 제어하기 위해 제어 알고리즘이 배치되고, 바람직하게 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 제어 알고리즘에 입력 파라미터로 사용된다. 제어 알고리즘은 다양한 유형일 수 있고, 일단 제1 파라미터를 보고 어떤 제어 계수(control measure)가 사용되어야 할지 결정하기 위해 하나 또는 다수의 문턱값(하나의 높은 문턱값 및 하나의 낮은 문턱값)을 사용하는 알고리즘일 수 있다. 고급 제어 알고리즘은 하기 설명한 바와 같이 다른 변수를 고려한다.
구동 라인의 제어를 통해 배기 스트림 내에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율의 조절을 위한 하나 또는 다수의 파라미터 P1의 사용에 의해, 농도/분율의 유지 가능성은 예를 들어, 바람직한 정도로 촉매를 가하거나 제거하여 달성되고, 따라서 자동차에서 소정의 배출 수준이 규정된 한도보다 하한임이 보장된다. 또한 이것은 엔진의 연소 효율의 저하 등과 같은 다른 방법에 비해 물질의 농도/분율을 제어하는 방법은 연료 절감에 효과적이다.
배기 스트림은 연소 엔진을 떠나 배기 시스템의 다른 요소들을 통해 주위 대기에 도출되는 가스 스트림이다. 배기 스트림은, 어느 정도까지 재순환될 수 있고(EGR), 역학 에너지를 발생시키기 위해(예를 들어, 터보 컴프레서에 또는 자동차의 추진을 위해) 터빈을 통해 팽창될 수 있으며, 배기 브레이크 댐퍼를 통해 팽창될 수 있고(엔진 및 자동차 브레이크의 손실을 증가시키기 위해 또는 배기 처리에 최적화된 따뜻한 배기 가스를 발생시키기 위해), WHR 플랜트를 통해 냉각 및/또는 많이 또는 적게 진화한 배기 처리 플랜트로 정제될 수 있다.
배기 스트림 내부/외부의 농도/분율 및 온도(또는 배기 스트림의 벌크 유동)가 조절될 필요가 있을 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 시스템의 구성 요소는 배기 및 EGR 시스템의 고압 부분(터보 터빈의 상부)과 배기 브레이크, 촉매 또는 촉매 우회 및 요소 이후 및 HC 투여 시스템과 같은 제한 전후 파이프 요소의 저압 부분이다. 촉매기(예를 들어, DOC, ASC 및 SCR), 트랩(예를 들어, NOx 트랩), 필터, 벌크 등이 모두 구성 요소의 표면 경계층에 있으나 가스의 농도/분율이 조절될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 농도/분율 C1/X1 및/또는 제2 농도/분율 C2/X2는, 산소(O2), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 황 산화물(Sox), 질소 산화물(NOx), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 아산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 및 그을음, HC 액적 및 재와 같은 입자를 포함하는 그룹에서 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율이다.
최종 배기 처리 단계(배기가 배기 파이프를 떠나기 전의 바로 이후 단계, 즉, 배기 배출물이 법적인 요건을 충족해야 하는 단계 이후) 바람직한 배기 파이프의 농도/분율은 최소의 총 연료 및 요소 소비로 법적인 배출 요건을 충족시킨다. SCR 촉매기에 주입된 NO2/NOx 비율에 대한 바람직한 값은 예를 들어, 달성될 최고의 NOx 변환 등급의 값이 40-60% 사이일 때 대략 50%이다. 그러나, 미립자 필터(DPF) 상류에서 바람직한 NO2-함량은 온도와 NOx/PM 비율에 크게 의존한다. 또한, 배기 시스템의 특정 구성 요소는 특정 단계에서의 특정 물질에 민감하다. 예를 들어, NOx 센서는 액체인 물에 민감하다. 센서가 액체인 물에 접촉하는 경우, 손상을 입고, 이 경우 액적의 바람직한 농도가 제로가 되는 위험이 있다. 액적의 바람직한 농도를 달성하기 위해, 농도 마진, 즉, 배기 가스에서 기체 상태인 물의 농도와 액체 표면에서 증발된 물의 농도 사이의 차이가 시간의 통합 주기 동안 극대화된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 방법으로 농도/분율을 조절하는 다른 방식은 배기 시스템의 산도 농도를 감소시켜, 미립자 필터, 디젤 산화 촉매기, SCR 투여 장치 및 SCR 촉매기와 같은 구성 요소에 국소 또는 전체 온도가 과잉되는 것을 방지한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1는,
- 배기 스트림 영역에서의 농도/분율, 또는 표면 또는 어느 부분의 기질 또는 미립자 필터, 촉매기, 소음기, 센서 등과 같은 배기 시스템의 구성 요소에서 또는 근처에서 배기 스트림의 농도/분율이 될 수 있는 제1 농도/분율 C1/X1; 및
- 배기 시스템에서 제1 농도/분율 C1/X1과 농도/분율 C2/X2의 제2 현재 농도/분율 차를 포함하는 그룹에서 선택된다. 배기 스트림의 농도/분율은 제2 농도/분율과 제1 농도/분율 C1/X1이 다르다. 그러나, 제2 농도/분율은 배기 스트림 영역의 농도/분율이 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1는 제1 농도/분율 C1/X1, 또는 제1 농도/분율 차, 또는 제2 농도/분율 차의 시간 도함수 및/또는 시간 적분이다. 시간 미분의 사용은 제어 시스템이 농도/분율 변화에 빠르게 반응할 때 유리하고, 시간 적분은 농도/분율의 변화의 경향을 장기간 고려할 때 사용되는데, 배기 시스템의 농도/분율을 장기간 제어하는데 유리하다.
전술한 현재 농도/분율 및 농도/분율 차 및 그 함수는 배기 시스템에 배치되거나, 연결되어 있거나, 내부에 있는 하나 또는 다수의 센서로부터 얻은 센서값에 기초가 될 수 있다. 센서로부터의 신호는 통신 버스 또는 무선 링크를 통해, 예를 들어, 신호 처리를 위한 하나 또는 다수의 제어 장치로 전송될 수 있다. 또한, 농도/분율 및 농도/분율 차와 그 함수는 가상 센서, 즉, 하나 또는 다수의 센서 모델의 사용을 통해 다른 실제 센서 신호로 계산되는 (현재)센서값에 기초가 될 수 있다.
농도/분율 및 농도/분율 차 및 그 함수의 사용은 다양한 시뮬레이션 모델을 사용하여 복잡하거나 또는 자원-집약적(resource-demanding) 계산하지 않고 제1 파라미터 P1을 결정하는데 직접적으로 사용될 수 있다. 따라서 이러한 현재 값이 빠르게 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 하나의 값은,
- 배기 스트림 영역에서의 농도/분율, 또는 표면 또는 어느 부분의 기질 또는 미립자 필터, 촉매기, 소음기, 센서 등과 같은 배기 시스템의 구성 요소에서 또는 근처에서 배기 스트림의 농도/분율이 될 수 있는 제1 농도/분율 C1/X1;
- 배기 스트림에서의 제1 농도/분율 C1/X1과 제2 기준 농도/분율 CRef2/XRef2 간의 제1 계산된 농도/분율 차. 제2 기준 농도/분율 CRef2/XRef2은 예를 들어, 배기 시스템에서의 미립자 필터 또는 촉매기와 같은 구성 요소가 양호한 성능을 가지거나 손상되지 않도록 하기 위한 바람직한 농도/분율이다;
- 배기 스트림에서의 제1 농도/분율 C1/X1과 농도/분율 C2/X2간의 제2 계산된 농도/분율 차. 제2 농도/분율 C2/X2는 제1 농도/분율 C1/X1과 다른 배기 스트림에서의 다른 농도/분율이다. 그러나, 제2 농도/분율 C2/X2는 또한 배기 스트림 영역에서의 농도/분율, 또는 표면 또는 어느 부분의 기질 또는 미립자 필터, 촉매기, 소음기, 센서 등과 같은 배기 시스템의 구성 요소 상에서 또는 근처에서 배기 스트림의 농도/분율이 될 수 있다;
- 배기 스트림에서의 제2 예측 농도/분율 차 및 기준 농도/분율 CRef/XRef간의 제3 계산된 농도/분율 차; 및
- 계산된 제1 농도/분율 C1/X1, 또는 제1 계산된 농도/분율 차, 또는 제2 계산된 농도/분율 차, 또는 제3 계산된 농도/분율 차의 시간 도함수 및/또는 시간 적분. 시간 미분의 사용은 제어 시스템이 농도/분율 변화에 빠르게 반응할 때 유리하고, 시간 적분은 농도/분율의 변화의 경향을 장기간 고려할 때 사용되는데, 배기 시스템의 농도/분율을 장기간 제어하는데 유리하다; 을 포함하는 그룹에서 선택된다.
하나 또는 다수의 제1 예측 파라미터 P1을 사용하여, 관련 파라미터가 시간에 따라 어떻게 변하는지에 대한 정보를 얻을 수 있고, 이를 통해 배기 스트림에 포함된 물질의 농도/분율 조절 시스템이 제어될 수 있음을 의미해서 차후에 바람직한 농도/분율은 가능한 좋은 방법으로 달성될 수 있다. 이러한 방법은 촉매기 또는 다른 구성 요소에서의 저장을 통해 농도/분율의 변화에 오랜 시간이 걸리는 느린 시스템에 특히 적용되고, 이러한 시스템은 농도/분율을 조절하는 오버슈트를 피하기 위해 초기 작업을 필요로 한다.
계산된 파라미터는 사전에 (기계적인)차량의 모델 및/또는 자동차에 포함된 구성 요소에 기초하여 계산되거나 시뮬레이션 된 것을 의미한다. 하나 또는 다수의 계산된 파라미터 P1에 기초하여, 변속 장치의 기어를 조절하기 위한 제어 전략은 복수의 다른 가능한 제어 전략에서 선택될 수 있다. 하나 또는 다수의 상이한 제어 전략에 따라 자동차 전방에 놓인 도로 구간 전체에 결쳐 어떻게 제1 파라미터 P1이 변화하는지 계산/시뮬레이션하여 알 수 있고, 예를 들어, 농도/분율이 임계값 내에 남아있고, 연료 및/또는 요소 소비와 같은 다른 측면에서 최적인 특정 요구사항을 충족하는 제어 전략이 선택될 수 있다. 따라서 전술한 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 변속 장치를 위한 차후의 하나 또는 다수의 다른 제어 전략에 기초하여 계산될 수 있다. 이와 같이 본 실시예는, 예를 들어, 운행성 또는 연료 소비와 같은 다른 요구 사항을 고려하여 사용될 수 있는 하나 또는 다수의 가능한 동작점에 기초하여, 하나 또는 다수의 제어 전략을 계산하는데 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1이 사용되는 피드백 방법에 관한 것이다. 이후에 하나 또는 다수의 제어 전략은 새로운 하나 또는 다수의 제1 파라미터를 계산하거나, 기존의 파라미터를 업데이트 하는데 사용된다. 또한, 단지 하나의 제어 전략이 계산되고, 하나의 제어 전략으로부터 얻은 정보가 제어 시스템에 사용되어, 하나의 제어 전략을 사용하는 것이 합리적인지 여부 또는 변속 장치의 제어를 위한 현재 동작점으로 자동차가 구동될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
전술 한 바와 같이, 본 발명자는 이와 같이 하나 또는 다수의 계산된 제1 파라미터 P1이 예를 들어, 전방 도로 구간을 시뮬레이션을 하는 것과 같이 자동차 전방의 도로 구간에 걸쳐 계산될 수 있다는 것을 알게 된다. 본 실시예에 따르면, 계산된 제1 파라미터 P1은 차량의 하나 또는 다수의 차량-특정 및/또는 도로-특정 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 이들은 바람직하게, 자동차 전방의 도로 경사, 전방 도로 구간의 곡선 반경, 전방 도로 구간의 제한 속도; 자동차 중량; 자동차의 구름 저항; 자동차의 공기 저항; 최대 출력, 최소 출력, 최대 토크, 최소 토크, 배기 유동, 배기 가스 재순환 함량 및 람다값(즉, 공기/연료 혼합물)과 같은 엔진-특정 데이터; 및 배기 시스템의 축적 가능한 물질 및/또는 방출 가능한 물질 및/또는 변환 가능한 물질과 배기 스트림과 접촉하는 배기 시스템의 표면과 같은 설비-특정 데이터를 포함하는 그룹에서 선택될 수 있다. 또한, 운전자의 운전 스타일에 관련된 운전자-대화형(driver-interactive) 데이터가 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1의 계산에 사용될 수 있어, 계산될 때 자동차 장래의 거동이 고려된다. 운전자-대화형 데이터의 예는 점멸등, 가속 페달 위치의 사용 및 브레이크의 사용을 포함한다.
제어를 위한 자동차-특정 및/또는 도로-특정 데이터의 사용의 장점은, 하나 또는 다수의 기능(예를 들어, 기어비, 외부 부하, 외부 히터, 유량 조절 등)에 대해 어떠한 제어 전략이 농도/분율을 바람직한 간격 외부로 초과되지 않도록 사용될 필요가 있는지 여부를 시스템이 사전에 결정할 수 있다는 것이다. 이는 불필요한 제어 전략의 사용을 방지하고, 또한 시스템이 어떠한 조치가 요구되는 경우에 대해 사전에 작동할 수 있는데, 즉, 시스템은 미리 작동할 수 있다.
하나의 특정 실시예에서, 제1 농도/분율 C1/X1은 가스 스트림의 농도/분율, 또는 액체의 농도/분율, 또는 배기 스트림의 입자이고, 제2 농도/분율 C2/X2는 배기 시스템의 표면 또는 기질 상에서/근처 배기 스트림의 농도/분율이다. 표면 농도/분율은 배기 시스템 상에서/근처 가스의 농도/분율이거나 또는 배기 시스템 일부 표면 상에서 가스의 농도/분율이고, 표면 농도/분율은 표면과 표면에서의 화학 반응 물질의 운반에 영향을 준다. 액체의 농도/분율은 배기 시스템에서 표면의 농도/분율을 뜻한다. 액체의 농도/분율은 예를 들어, 응축 또는 증발과 같이 액체에 이르거나 액체에서 시작되는 물질의 운반에 영향을 준다. 이 경우, 액체는 예를 들어, 요소, 물 또는 연료로 구성될 수 있다. 반면에 가스 상의 입자 농도/분율은 입자의 성장, 분해 또는 산화와 같은 반응 속도를 즉시 결정하고, 이 경우에 가스상은 배기 시스템의 그을음 또는 요소일 수 있다.
다른 실시 예에서, 제1 농도/분율 C1/X1은, 배기 시스템의 영역 상류에서 배기 스트림의 농도/분율이고, 상류에서 원하는 농도/분율이 얻어질 수 있다. 이는 특히 배기 시스템에 포함된 구성 요소의 전환 레벨(예를 들어, 미립자 필터 또는 촉매기)이 명백한 경우 유리하고, 출력 농도/분율이 입력 농도/분율 및/또는 구성 요소의 입력 분율로 결정된다. 이는 예를 들어, 고온에서 디젤 산화 촉매기(DOC)에서 NO에서 NO2의 평형 제어 전환 또는 SCR 촉매기에서 NOx의 전환의 경우이다. 또한 미립자 필터(DPF)가 과열되고 과열 처리가 미립자 필터 내부의 산소 제거로 중단될 수 있는 경우 특히 유리하다.
또한, 변속 장치의 제어에 사용되는 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 오직 현재 값으로, 또는 오직 계산된 값으로 구성될 수 있고, 또한 적용에 따른 현재 값과 계산된 값의 결합으로 구성될 수 있다.
변속 장치의 제어는, 또 다른 바람직한 실시예에서 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 연소 엔진에 대한 동작점을 계산하여 수행된다. 이후, 계산된 동작점은 변속 장치의 기어를 제어하고 배기 스트림의 농도/분율을 조절하는데 사용된다. 일반적으로, 바람직한/최적의 동작점은 복수의 가능 동작점에서 선택되고, 이후에 구동 라인은 예를 들어, 이 경우에 변속 장치의 제어를 통해 조절되고, 엔진은 최적의 동작점에 근접한다. 바람직한/최적의 동작점은 시스템이 달성하고자 하는 목적을 위해 가능한 모든 동작점 중에서 적합한 동작점을 의미한다. 이 경우, 적합한 동작점은 기준 농도/분율과 가능한 근접한 배기 스트림의 농도/분율을 초래하는 동작점이다. 다른 경우에, 예를 들어 동작점은 법정 배출 요건 및 운행성과 관련하여 연료 또는 요소의 가장 낮은 소비에 이르게 하는 것일 수 있다.
일반적으로, 변속 장치는 엔진 속도 및 동작점에 근접하도록 제어되어, 최상의 전체 효율이 구동 라인에서 달성되나, 일반적으로 운행성 측면도 고려된다. 예를 들어, 운전자가 오르막을 오르기 전에 가속하는 경우 여유 구동력(torque reserve)을 사용할 수 있도록 엔진 속도가 최적의 속도보다 빠르게 설정될 수 있다. 전술한 실시예에서, 배기 스트림의 농도/분율은 기어 위치 및 엔진 속도의 계산을 위한 파라미터로 사용되고, 기어 위치를 선택할 때 배출 목표 또한 고려된다. 이와 같이, 배출 목표는 추가적인 연료-요구 수단을 요구함이 없이 달성될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 촉매기에서 배출된 유동에서 결정된 전환 레벨, 또는 결정된 배출물을 유지하기 위해 자동차는 추가적인 부품/구성 요소를 구비할 필요가 없다.
일반적으로, 기어 위치가 선택되어 요구되는 바람직한 구동력이 공급될 수 있는데, 즉, 운전자의 요청이 최대 가능한 범위를 준수한다. 그러나, 일부 경우에 제어 시스템은 원칙을 벗어날 수 있고, 대신에 운전자/자동차가 요구하는 구동력보다 더 낮게 하는 것을 허용한다. 이는 시스템이, 변속 장치가 높은 기어를 유지하는 것을 허용하고, 요구되는 구동력을 공급하기 위해 의도적으로 요구된 속도보다 낮은 속도를 엔진이 유지하도록 하는 것을 의미한다.
다른 물질의 모든 농도/분율은 부하 증가 또는 부하 감소에서 동일한 방식으로 작동하지 않는다. 근본적인 연소 관계, 배출물의 화학적 성질, 배기 처리 시스템 및 예를 들어, 공기/연료 관계에 대한 엔진의 제어 전략, 부하 압력, EGR 함량, 분사 시기, 배기 시스템의 물질 투여량에 대한 지식에 기초하여, 통상의 기술자는 특정 농도/분율의 변화를 달성하기 위해 어느 정도 엔진 부하와 엔진 속도가 변해야되는지 알고 있다. 배기 시스템에서 촉매기의 농도/분율의 변화에 관해서, 그 효율은 일반적으로 증가된 유동 및 온도 하강에 의해 악화된다. 특정한 구동력 요건에 관해서, 일반적으로 엔진 속도가 증가할 때 효율이 감소된다. 그러나, 예외는 있고, 따라서 엔진 속도가 변화되는 방향으로 결정하기 위해 실제로 가상 센서가 또한 사용된다. 실제로, 이는 물질의 농도 또는 분율과 같은 양을 계산하기 위해 배치된 하나 또는 다수의 가상 센서를 사용하여 실현된다. 가상 센서로부터 센서값을 이용하여, 엔진 부하 및 엔진 속도는 농도/분율의 조절을 위해 제어될 수 있다. 이와 같이, 저단 변속을 초래한 경우와 같은 동일한 운전 조건은, 별도의 조치 없이 발생하거나, 조절될 물질의 농도/분율에 따라 고단 변속이 발생할 수 있다.
기어 위치는:
- 가능한 차량의 가장 연료 효율적인 구동을 달성하기 위해 고려되어야 하는 구동 라인에 대한 효율 레벨;
- 일반적으로 작동될 자동차에 사용되는 요구되는 구동력 사양은, 즉, 편리한 방식 및 예를 들어, 특정 속도 유지, 가속 페달로 운전자가 요구한 토크를 공급 등과 같이 운전자가 요구한 것을 자동차가 가능한 범위로 작동하는 방식으로 수행될 수 있는 특징이 있다;
- 구동 라인이 치수가 재지는 것보다 엔진 속도가 빠르거나 느리게 되지 않기 위해 엔진 및 구동 라인의 속도 제한;
- 기어 이동 후 얼마나 많은 토크가 이용될 수 있는지 결정하기 위해 엔진 속도의 함수로서 엔진의 토크/동력 곡선;
- 자동차 중량, 구름 저항, 공기 저항과 도로 경사와 같은 자동차 및 도로 특성은, 얼마나 많은 구동력이 필요한지 계산하는데 사용된다;
- 촉매기에서 높은 전환 레벨과 가능한 낮은 배출 레벨을 달성하기 위해, 배기 시스템에 설치된 배기 처리 장치(후 처리 시스템)의 효율;
- 배기 처리 시스템에 의해 정제되기 전에 연소 엔진의 배기 배출물;
-토크 반응, 즉 얼마나 빨리 요청되고 증가된 구동륜 토크가 자동차의 실제 구동륜 토크에 영향을 미치는지에 대한 것이다. 이 측면은 운전자의 가속 페달 제어가 고려되어야 하기 때문에 동작점의 계산과 관련이 있다. 그렇지 않으면 자동차가 운전자의 가속 페달 제어에 반응하지 않는 것을 운전자가 인지하는 리스크가 있다; 및
-자동차가 편하게 운전될 수 있도록 소음, 진동 및 차량의 선회와 같은 다른 운행성 측면과 관련된 추가 파라미터에 기초하여 계산될 수 있다.
외부 부하에도 관련 파라미터는 동작점의 계산 및 제어에 매우 유용하다. 외부 부하의 예로는 배기 열이 에너지로의 변환을 위해 배치된 시스템(WHR); 워터 펌프, 팬, 압축기 등과 같은 보조 기계; 발전기; 하이브리드 발전기 또는 유사한 에너지 재활용 시스템; 리타더(retarder), 배기 브레이크 또는 다른 보조 브레이크이다. 외부 부하의 동력 요구는 제어될 수 있어서, 엔진에 대한 동작점 선택의 자유가 증가되고, 결국 자동차의 구동력 요건 외부에 놓인 동작점 또한 배기 시스템의 농도 조절에 사용될 수 있는 것을 의미한다. 어떤 경우에 외부 부하는“온”또는 “오프”유형, 즉, 활성화된 경우나 그렇지 않은 경우인데, 활성화된 경우나 그렇지 않은 경우에 동작점의 제어 및 계산은 외부 부하의 활성화 여부를 결정하는데 제한이 된다.
또한, 배기 시스템에 배기 브레이크가 설치되지 않거나, 배기 브레이크가 배기 시스템의 하류 배기 스트림을 조절하기 위해 배치되는 경우에, 배기 스트림의 총 농도 CExTot가 감소되면 외부 부하가 증가되어야 하고; 총 농도 CExTot가 증가되면 외부 부하가 감소되어야 한다. 반면에, 배기 브레이크가 배기 시스템에 설치되고, 배기 시스템의 상류 배기 스트림을 조절하기 위해 배치되는 경우에, 이들의 배기 브레이크의 상류 영역에서의 총 농도 CExTot는, 온도에 대한 압력의 비율이 증가하는 경우 증가되어, 외부 부하는 증가된다. 반대로, 온도에 대한 압력의 비율이 감소하는 경우에 상류 영역에서의 총 농도 CExTot가 감소되어, 외부 부하도 감소된다. 외부 부하의 총 농도 의존성은 이상 기체 법칙에 의해 주어진다. 증가된 부하에 의해, 배기의 온도는 일반적으로 증가하고, 이에 따라 압력이 일정하게 유지되도록 총 농도가 떨어진다.
다양한 후보 동작점 중 일 동작점을 선택하는 경우에, 일 실시예에 따른 복수의 동작점은 자동차의 속도 및 변속 장치에서 사용할 수 있는 기어를 고려하여 달성될 수 있는 동작점으로 구성되어야 한다. 또한, 전술한 바와 같이, 엔진 토크는 외부 부하의 도움으로 변할 수 있으나, 사용할 엔진 회전 속도는, 자동차의 속도 및 변속 장치에서 사용할 수 있는 기어에 기초하여 달성될 수 있는 것에 한정된다. 자동차의 속도는 현재 속도, 바람직한 속도 또는 장래 행동할 속도의 계산일 수 있다.
동작점 선택의 자유를 추가적으로 증가시키기 위해, 자동차의 속도 또한 상기 계산된 동작점에 기초하여 선택될 수 있다. 본 실시예는 설치되고 활성화된 크루즈 컨트롤 시스템이 자동차에 구비된 경우에 특히 적합하다. 속도 오프셋 값은 운전자에 의해 지정된 값이고 자동차가 크루즈 컨트롤로 유지되는 속도를 나타낸 값으로, 속도 오프셋 값은 크루즈 컨트롤 기준값을 제어하는데 사용될 수 있다. 이는 크루즈 컨트롤 기준값으로부터 속도 오프셋 값이 추가되거나 감산되는 것을 의미한다. 자동차의 속도에 선형인 엔진 회전 속도에 대하여 가능한 동작점의 개수가 증가하기 때문에, 이 경우 최적화된 동작점의 달성 가능성이 높아진다.
또한, 변속 장치를 제어하기 위한 다음의 원칙은 엔진이 원하는 온도에 도달하도록 적용 가능하다: 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 대한 값이 제1 문턱값을 통과하는 경우에,저단 기어로 변경, 빠른 엔진 속도 및 낮은 토크(빠른 유동과 저온 배기 및 높은 총 농도)를 적용; 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 대한 값이 제2 문턱값을 통과하는 경우에, 고단 기어로 변경, 낮은 엔진 속도 및 높은 토크(느린 유동과 고온 배기 및 낮은 총 농도)를 적용한다. 제1 문턱값과 제2 문턱값은 추정할 수 있고, 또는 전술한 바와 같이 농도/분율 범위 근방의 값에 의존할 수 있다. 최종 배기 처리 단계(배기관을 떠나는 배기의 직전 단계, 즉, 배기 배출물이 법적 배출 요건을 충족하는 단계) 이후에 배기관의 바람직한 농도/분율은 총 연료 및 요소 소비가 최소이고, 법적 배출 요건을 충족한다. SCR 촉매기로 들어가는 NO2/NOx 비율의 바람직한 값은 예를 들어, 달성될 최고의 NOx 변환 등급의 값이 40-60% 사이일 때 대략 50%이다. 미립자 필터(DPF) 상류에서 바람직한 NO2-함량은 온도와 NOx/PM 비율에 크게 의존한다.
또한, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 배기 시스템에 포함된 물질의 농도/분율을 조절하기 위해 자동차의 다른 기능을 제어하는 것이 적합하다는 것을 본 발명자가 인식했다. 이러한 기능은 배기 시스템의 농도/분율에 직접 또는 간접적으로 영향을 준다. 따라서, 농도/분율의 조절은 효율적이고 빠르게 될 수 있다.
적합한 기능은 배기 열을 에너지로 전환하는 것과 관련되어 있다; 연료를 엔진에 주입; 연료, 요소 또는 배기 시스템에 다른 적합한 액체의 주입; 및 배기 유동의 조절. 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 같은 기능 또는 둘 이상의 이러한 기능의 조합을 제어하는데 사용될 수 있다.
하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 배기 열을 에너지로 변환을 위해 배치된 시스템(폐열 회수, WHR)을 제어하는데 사용될 수 있다. 배기 열을 에너지로 변환하는 시스템의 온도 조절은, 일 실시예에 따라 입력 에너지에 대하여 최대 에너지, 또는 시스템을 통해 수행된 총 변환 에너지로 발생한다. 바람직하게 이러한 조절은 시스템으로의 열전도를 극대화하고, 예를 들어, PID 또는 MPC 제어기(비례 적분 미분, PID; 모델 예측 제어, MPC)로 설계된다.
또한, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 배기 시스템의 적어도 하나의 외부히터를 제어하는데 사용될 수 있다. 외부 히터는 배기 유동의 농도/분율 또는 배기 시스템의 모든 부품/구성 요소를 증가시키는 역할을 한다. 바람직하게 외부 히터는:
- 연소 엔진의 실린더 뒤 배기 시스템에 배치된 버너;
- 배기 시스템에 배치된 촉매기에서 산화 또는 연소를 위해 탄화 수소의 분사에 적합한 시스템;
- 연소 엔진의 실린더 뒤 배기 시스템에 배치된 전기 히터; 또는
- 배기 시스템 내부 또는 주변에 배치된 다른 적합한 외부 히터이다.
최대 농도 증가가 입력 에너지와 관련하여 얻어지거나 온도 증가가 최대가 되도록 바람직하게 외부 히터가 제어된다. 그러나, 온도 증가 속도가 우선적으로 되도록 제어될 수 있다. 외부 히터의 제어는 PID 또는 MPC 제어기로 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 또한 배기 시스템의 농도/분율을 조절하기 위해 연소 엔진에 연료를 분사하도록 배치된 연료 분사 시스템을 제어하는데 사용될 수 있다. 제1 파라미터 P1은 후 분사의 횟수, 후-분사 시간(CAD), 후-분사 압력, 및 후-분사당 연료양의 제어를 통해 발생할 수 있다. 연료 분사 시스템의 제어는 예를 들어, MAP(매트릭스 기반 제어 구조), PID 또는 MPC를 통해 사전-제어나 피드백 제어로서 구현될 수 있다. 이 제어를 위한 설정값으로서, 엔진 하류의 온도 또는 디젤 산화 촉매기(DOC)와 같은 배기 시스템의 구성 요소, 구성 요소 전반의 농도/분율 차가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 조절은 디젤 산화 촉매기에서 NO를 NO2로의 변환 효율과 같이, 배기 시스템에 포함된 구성 요소의 반응 효율을 보상한다. 또한, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 분사 시스템을 제어하기 위해 사용될 수 있고, 분사 시스템은 연료, 요소 또는 다른 적합한 액체를 배기 시스템에 분사함으로써, 하나 또는 다수의 물질이 포함된 농도/분율 CEx/XEx조절이 가능하다.
배기 스트림의 농도/분율 CEx/XEx에 영향을 미치는 다른 요인은 배기 스트림에서 배기 유동에 대한 특성이다. 이 때문에, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 또한 배기 유동, 또는 물질 전달 계수와 같이 배기 유동에 종속한 파라미터 중 하나의 파라미터를 제어하는데 사용될 수 있다.
배기 유동의 제어는 예를 들어, 배기 가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템 및/또는 엔진의 흡기 시스템의 제어를 통해 발생할 수 있다. 도 3은 엔진 시스템의 일반적인 가스 유동을 개략적으로 보여주고, 이 예에서 엔진 시스템은 터보와 엔진에 연결된 많은 양의 파이프를 구비한 디젤 엔진을 포함한다. 공기는 엔진의 흡기 시스템으로 도 3의 좌측에서 흡입된다. 공기는 흡기 파이프를 통해 흡입되고, 터보 차저로 압축된 후, 때때로 디젤 엔진 내부 공기의 양을 조절하는 스로틀 버터플라이를 통과 하기 전에, 중간 냉각기로 냉각된다. 그 후 공기는 배기 가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템을 통해 재순환되는 배기와 혼합되고, 이 혼합물은 엔진의 시린더 내로 흡입되어 엔진에서 연소가 발생하기 전에, 디젤 또는 다른 연료와 혼합한다.
연소 공정의 배기는 터보 차저로 이동하도록 설정한 터보 터빈을 통과한다. 그러나 배기의 일부는 EGR 파이프로 들어가고, EGR 댐퍼 및 하나 또는 다수의 EGR 쿨러를 통해 흡입 파이프로 돌아온다. EGR 댐퍼의 기능은 연소 공정에서 재순환된 배기의 양을 조절하는 것이다. 배기에서 엔진의 냉각 시스템으로 열 에너지가 이동할 때 EGR을 사용하면, EGR 가스는 냉각된다. 엔진 시스템에서 배기 전체가 사라지기 전에 일부 엔진에서 배기는 배기 포집 장치(미 도시)(exhaust collector)의 압력을 제어하는 배기 댐퍼(설치된 경우)를 통과한다. 그 후, 배기는 전술한 디젤 미립자 필터 및/또는 SCR 촉매기를 포함할 수 있는 후 처리 시스템을 통과한다. 엔진(101)에 과도하게 부하가 걸리지 않는 경우, 배기는 원하는 것보다 더 낮은 온도를 가지고, 따라서 촉매를 냉각시킨다. 배기 냉각의 양을 제한하는 한 가지 방법은 엔진에서 공기의 흡기 파이프에 배치된 댐퍼를 사용하는 것이다. 따라서, 특정한 부하를 통해 엔진 유입 공기량이 제한되고, 엔진 유출 공기량이 제한되어, 일반적으로 연소 생성물의 높은 분율로 고온의 배기가 발생한다. 이 댐퍼는 일반적으로 전술한 스로틀 버터플라이로 불린다. 엔진이 소비하는 공기량은 엔진 속도에 의해 큰 범위로 결정되고, 이 경우는: 높은 엔진 속도, 많은 공기 유동이 엔진에 요구된다는 의미이다.
본 발명에 따르면, 하나 또는 다수의 파라미터 P1은 배기 가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템 및/또는 엔진의 공기 유동을 조절하기 위해 배치된 흡기 시스템을 제어하는데 사용될 수 있다. 또한, 배기 가스 순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템의 제어는 연소 엔진에 의해 생성된 배출물과 관련된 부가적인 파라미터로 제어될 수 있다. 예를 들어, 이 상황에서 배출물은 배기와 소음을 의미한다. 또한 배기 시스템에 포함된 구성 요소의 분율을 변화시키기 위해 배기 유동의 감소는 엔진 부하의 증가와 결합될 수 있다. 이 실시예는 예를 들어, 분율에 대한 설정값 또는 분율에 대한 설정값의 함수값을 통해 배기 브레이크의 사전-제어 또는 피드백 제어로 실현될 수 있다.
또한 도 5는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예의 흐름도를 도시한다:
A. A에서, 다른 센서 신호(가상 센서)로부터 제1 파라미터 P1이 측정 또는 계산된다. 제1 파라미터 P1은 또한 A에서 자동차 전방의 도로 구간에 걸쳐 계산될 수 있다.
B. 제1 파라미터 P1의 값에 기초하여, B에서 농도/분율을 조절할 필요가 있는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 취할 요구(들)에 대한 조절 수단(들) 선택에 기초하여 문턱값과 제1 파라미터 P1을 비교함으로써, 또는 관련 제어 전략과 제1 파라미터 P1의 여러 추정치를 비교함으로써 발생할 수 있다.
C. 조절 수단이 취해지면, C에서 최적으로(예를 들어, 빠른 방식 또는 연료 효율적인 방식으로) 바람직한 농도/분율에 이르게 되는 엔진에 대한 동작점이 C에서 계산된다. 구동력 요구값, 외부 부하에 대한 토크/출력 데이터등 과 같은 다른 파라미터 또한 C에서의 계산으로 고려될 수 있다.
D. C에서 계산된 동작점은 사용할 수 있는 이산 기어단계 사이에서 기어 위치를 위해 D로 전달된다. D에서 바람직한 기어 위치는 운행성 측면 및 구동 라인의 총 연료와 같은 다른 측면에 관련한 바람직한 기어 위치로 예상한다.
E. E에서 외부 부하는 C에서 계산된 바람직한 동작점(바람직한 토크)에 상당하는 바람직한 값으로 설정된다.
F. F에서 변속 장치는 바람직한 기어가 계합되도록 제어되는데, 이는 자동 변속 장치로 바람직한 기어를 계합하는 제어 시스템에 의해 달성되거나, 또는 바람직한 기어가 운전자에게 제시/표시 되어서 바람직한 기어와 계합하기 위해 수동 변속 장치를 운전자가 조작함으로써 달성된다
G. 동작점(기어 및 외부 부하)의 조정이 바람직한 농도/분율을 달성하는데 충분하지 않은 경우, G에서 외부 히터가 활성화될지 여부가 결정된다. 그러나, 외부 히터는 이미 B에서 활성화된다.
H. H에서 외부 히터는 G에서 결정 이후에 제어된다.
I. 동작점의 조정이 배기 시스템에서 바람직한 농도/분율을 달성하는데 불충분한 경우, I에서 배기 유동이 예를 들어, EGR 및/또는 스로틀 버터플라이의 도움으로 제어될 필요가 있는지 여부를 결정한다.
J. J에서 I의 결정 이후에 배기 유동이 제어된다.
본 발명은 자동차(100)에서 구동 라인 전체 또는 부품을 제어하기 위해 배치된 제어 시스템에서 구현될 수 있다. 또한, 제어 시스템은 외부 부하, 외부 히터 등과 같은 다른 기능을 제어하기 위해 배치된 추가적인 제어 장치를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 제어 장치는 일반적으로 자동차의 다른 부품과 다른 제어 장치에서 센서 신호를 수신하도록 배치된다. 또한 이러한 제어 장치는 일반적으로 제어 신호를 다른 자동차 부품 및 자동차 구성요소에 제공하도록 배치된다. 제어 장치는 또한 예측된 파라미터 값의 계산/시뮬레이션을 위해 배치된 계산 장치에 연결되거나 포함할 수 있다.
일반적으로, 현재 자동차의 제어 시스템은, 다수의 전자 제어 장치(ECU) 또는 컨트롤러(115, 208)와 연결하기 위해 하나 또는 다수의 통신 버스로 구성된 통신 버스 시스템과 차량에 배치된 다른 구성요소로 구성된다. 이러한 제어 시스템은 다수의 제어 장치를 포함할 수 있고, 자동차의 특정 기능을 위한 담당이 하나 또는 다수의 제어 장치로 분할될 수 있다.
제어는 일반적으로 프로그램 명령으로 발생한다. 이러한 프로그램 명령은 전형적으로 컴퓨터 프로그램으로 구성되고, 프로그램 명령이 컴퓨터 또는 제어 장치로 실행될 때, 예를 들어, 본 발명에 따른 방법을 컴퓨터/제어 장치가 바람직한 제어를 수행한다. 컴퓨터 프로그램은 일반적으로 컴퓨터 프로그램 제품에 구성되는데, 컴퓨터 프로그램 제품은 저장 매체(121)에 저장된 컴퓨터 프로그램(109)을 구비한 적절한 저장 매체(121)를 포함한다. 디지털 저장 매체(121)는 예를 들어: ROM(읽기-전용 메모리), PROM(프로그램 가능한 판독 전용 메모리), EPROM(소거 가능 PROM), 플래시, EEPROM(전기적으로 소거 가능한 PROM), 하드 디스크 장치 등의 그룹으로 구성되고, 제어 장치에 구성되거나 제어 장치와 결합으로 구성될 수 있으며, 컴퓨터 프로그램이 제어 장치로 실행된다.
예를 들어 제어 장치(제어 장치(208))는 도 4에 개략적으로 도시되어 있고, 제어 장치는 계산 장치(120)를 포함할 수 있고, 계산 장치는 예를 들어, 적합한 유형의 프로세서 또는 마이크로 프로세서, 디지털 신호 처리를 위한 회로(디지털 신호 프로세서, DSP), 또는 미리 정의된 특정 기능을 구비한 회로(응용 주문형 직접 회로, ASIC)로 구성될 수 있다. 계산 장치(120)는 메모리 장치(121)에 연결되고, 메모리 장치는 예를 들어, 계산 장치가 계산을 수행할 수 있도록 요구되는 저장된 프로그램 코드(109) 및/또는 저장된 데이터를 계산 장치에 제공한다. 계산 장치는 또한 메모리 장치(121)의 계산 중간 또는 최종 결과를 저장하도록 배치된다.
또한, 제어 장치는 각각의 입력 및 출력 신호를 전송과 수신을 위한 수단/장치(122, 123, 124, 125)를 갖추고 있다. 이러한 입력 및 출력 신호는 파형, 펄스, 또는 다른 특성을 포함할 수 있고, 계산 장치(120)에 의해 처리되는 정보로서 입력 신호를 수신하는 장치에 의해 감지될 수 있다. 출력 신호를 전송하는 장치(123, 124)는 계산 장치(120)에서의 계산 결과를 출력 신호로 변환하기 위해 배치되고, 차량의 제어 시스템 및/또는 신호가 의도되는 구성 요소(들)의 다른 부분으로 출력신호를 전달한다. 입력 및 출력 신호의 전송과 수신을 위한 장치는 하나 또는 다수의 케이블로 연결될 수 있다; CAN(계측 제어기 통신망) 버스, MOST(차량 네트워크 시스템), 또는 임의의 다른 적절한 버스 구성과 같은 데이터 버스; 또는 무선 통신 접속 등.
구체적으로, 본 발명에 따른 (제어)시스템은: 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치를 제어하기 위해 배치된 제어 장치, 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx의 조절을 위해 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초한 연소 엔진의 동작점을 포함하고, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 배기 스트림의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef의 제1 농도/분율 차이다. 통상의 지식을 가진 자에게 이해된 바와 같이, 이러한 시스템은 전술한 제어 시스템으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전술한 시스템을 적어도 하나를 포함하는 버스, 트럭 또는 유사한 자동차와 같은 자동차(100)에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 첨부된 독립항의 보호 범위 내에서 모든 실시예에 관한 것이고 포함하는 것으로 이해해야 한다.

Claims (33)

  1. 클러치 장치를 통해 복수의 이산 기어를 가진 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동 라인, 및 상기 연소 엔진으로부터 나온 배기 스트림의 처리를 위해 배치된 배기 시스템을 포함하는 자동차의 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 구동 라인의 제어를 통해 조절하는 방법으로:
    - 상기 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx의 조절을 위해, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 파라미터가 배기 스트림의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef의 제1 농도/분율 차인 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여, 상기 자동 변속 장치 또는 상기 수동 변속 장치를 제어하여 상기 연소 엔진의 동작점을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 다른 하나의 파라미터는 배기 스트림에서 다른 제1 농도/분율 C1/X1 또는 상기 다른 제1 농도/분율 C1/X1과 제2 농도/분율 C2/X2의 제2 농도/분율 차인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다른 제1 농도/분율 C1/X1은 소망하는 농도/분율이 얻어지는 배기 스트림 내 영역의 상류에 위치하는 배기 스트림 내의 제1 농도/분율 C1/X1인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 다른 하나의 파라미터는, 상기 제1 농도/분율 C1/X1 또는 상기 다른 제1 농도/분율 C1/X1 또는 상기 제1 농도/분율 차 또는 상기 제2 농도/분율 차의 시간 도함수 또는 시간 적분인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 파라미터는, 상기 자동차에 대한 하나 또는 다수의 자동차-특정 데이터 또는 하나 또는 다수의 도로-특정 데이터, 또는 하나 또는 다수의 자동차-특정 데이터 및 하나 또는 다수의 도로-특정 데이터에 기초하여 상기 자동차 전방의 도로 구간에 걸쳐 계산되는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 자동차-특정 데이터 또는 상기 도로-특정 데이터, 또는 상기 자동차-특정 데이터 및 상기 도로-특정 데이터는: 도로 경사, 곡선 반경, 제한 속도; 자동차 중량; 구름 저항; 공기 저항; 및 엔진-특정 데이터를 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다른 제1 농도/분율 C1/X1은 가스 상 물질의 농도/분율 또는 고정된 입자 또는 액적(liquid drop)의 농도이고, 상기 제2 농도/분율 C2/X2는 상기 배기 시스템의 표면 또는 기질 상 또는 주변에 있는 상기 배기 스트림의 농도/분율인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  8. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 농도/분율 C1/X1 및 상기 제2 농도/분율 C2/X2 중 하나 또는 둘 다는: 산소(O2), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 황 산화물(SOx), 질소 산화물(NOx), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 아산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 및 입자를 포함하는 그룹에서 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어는:
    - 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 상기 연소 엔진의 적어도 하나의 동작점을 계산하는 단계; 및
    - 상기 동작점에 기초하여 상기 자동 변속 장치 또는 상기 수동 변속 장치의 기어를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 동작점은, 상기 자동차의 속도 및 상기 자동 변속 장치 또는 상기 수동 변속 장치에 사용할 수 있는 기어에 대해 얻을 수 있는 동작점인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 속도는 현재 속도, 바람직한 속도 또는 계산된 속도 중 임의의 속도인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동작점은 또한: 요구되는 구동력 사양, 상기 구동 라인에 대한 효율, 상기 배기 시스템에 설치된 배기 처리 시스템에 대한 효율, 상기 연소 엔진의 배기 배출물, 토크 응답, 및 운행성 측면을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나와 관련된 하나 또는 다수의 부가적인 파라미터에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동작점은 또한: 배기 열을 에너지로 전환하기 위해 배치된 시스템(WHR); 보조 기계; 발전기; 하이브리드 발전기 또는 다른 에너지 재활용 시스템; 리타더(retarder), 배기 브레이크 또는 다른 보조 브레이크를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 외부 부하와 관련된 하나 또는 다수의 부가적인 파라미터에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 배기 시스템에 배기 브레이크가 설치되지 않거나, 배기 브레이크가 배기 시스템의 하류에 위치한 배기 스트림을 조절하기 위해 배치되는 경우:
    - 상기 배기 시스템의 총 농도 CExTot가 감소되는 경우에, 상기 외부 부하가 증가되고,
    및
    - 상기 배기 시스템의 총 농도 CExTot가 증가되는 경우에, 상기 외부 부하가 감소되는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 배기 시스템에 배기 브레이크가 설치되고, 배기 브레이크가 배기 시스템의 상류에 위치한 배기 스트림을 조절하기 위해 배치되는 경우:
    - 상기 배기 브레이크 상류 영역의 총 농도 CExTot가 증가되는 경우에, 상기 외부 부하가 증가되고,
    및
    - 상기 배기 브레이크 상류 영역의 총 농도 CExTot가 감소되는 경우에, 상기 외부 부하가 감소되는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  16. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    - 상기 동작점에 기초하여 상기 자동차의 속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 속도의 제어는 크루즈 컨트롤 기준값으로부터 적어도 하나의 속도 오프셋 값을 추가하거나 또는 감산함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  18. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자동 변속 장치 또는 상기 수동 변속 장치는:
    - 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 대한 값이 제1 문턱값을 초과하는 경우, 저단으로 기어 변속하여, 엔진 속도의 증가 및 상기 연소 엔진 부하가 감소되고; 및
    - 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 대한 값이 제2 문턱값을 초과하는 경우, 고단으로 기어 변속하여, 엔진 속도의 감소 및 상기 연소 엔진 부하가 증가하게 제어하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  19. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    - 상기 배기 시스템의 상기 농도/분율 CEx/XEx를 감소 또는 증가시키기 위해, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 적어도 하나의 외부 히터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 외부 히터는: 상기 연소 엔진의 실린더 뒤 상기 배기 시스템에 배치된 버너; 상기 배기 시스템에 배치된 촉매기에서 산화 또는 연소를 위해 탄화 수소를 분사하는 시스템; 상기 연소 엔진의 실린더 뒤 상기 배기 시스템에 배치된 전기 히터; 상기 배기 시스템 내부 또는 주변에 배치된 다른 외부 히터를 포함하는 그룹에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  21. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    - 상기 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 상기 농도/분율 CEx/XEx을 조절하기 위해, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 상기 연소 엔진에 연료를 분사하도록 배치된 연료 분사 시스템을 제어하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  22. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    - 상기 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 상기 농도/분율 CEx/XEx을 조절하기 위해, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 상기 연소 엔진에 연료, 요소 또는 다른 액체를 분사하도록 배치된 분사 시스템을 제어하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  23. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    - 상기 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 상기 농도/분율 CEx/XEx을 조절하기 위해, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 상기 배기 스트림의 배기 유동 또는 배기 유동에 종속하는 파라미터를 제어하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  24. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 또한:
    - 상기 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 상기 농도/분율 CEx/XEx을 조절하기 위해, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 상기 연소 엔진에 배기 가스 재순환(EGR)을 위해 배치된 가스 유동 시스템을 제어하는 단계; 및
    - 상기 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 상기 농도/분율 CEx/XEx을 조절하기 위해, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 상기 연소 엔진에 공기 유동을 조절하기 위해 배치된 흡기 시스템을 제어하는 단계 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  25. 제24항에 있어서, 배기 가스 재순환(EGR)을 위한 상기 가스 유동 시스템 및 상기 흡기 시스템 중 하나 또는 둘 다는 또한 상기 연소 엔진에서 생성된 배출물과 관련된 부가적인 파라미터에 기초하여 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  26. 삭제
  27. 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로그램 코드를 포함하고, 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에서 실행될 때 컴퓨터가 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하도록 된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
  28. 클러치 장치를 통해 복수의 이산 기어를 가진 자동 변속 장치 또는 수동 변속 장치에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동 라인, 및 상기 연소 엔진으로부터 나오는 배기 스트림의 처리를 위해 배치된 배기 시스템을 포함하는 자동차의 구동 라인을 제어하기 위해 배치된 시스템으로,
    상기 배기 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx의 조절을 위해, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 파라미터가 배기 스트림의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef의 제1 농도/분율 차인 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여, 상기 자동 변속 장치 또는 상기 수동 변속 장치를 제어하여, 상기 연소 엔진의 동작점을 제어하기 위해 배치된 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  29. 제28항에 따른 적어도 하나의 시스템을 포함하는 자동차.
  30. 제6항에 있어서, 상기 엔진-특정 데이터는 최대 출력, 최소 출력, 최대 토크, 최소 토크, 배기 유동, 배기 가스 재순환 함량 및 람다값(lambda value), 및 분사 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  31. 제8항에 있어서, 상기 입자가 그을음, HC 액적 및 재를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  32. 제13항에 있어서, 상기 보조 기계가 워터 펌프, 팬 또는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
  33. 제23항에 있어서, 상기 배기 유동에 종속하는 파라미터가 물질 전달 계수인 것을 특징으로 하는 농도/분율 조절 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013111197A1 (ja) * 2012-01-27 2013-08-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
SE538380C2 (sv) * 2012-03-20 2016-06-07 Scania Cv Ab Anordning och förfarande för säkerhetsförbättring vid stillastående fordon
DE102016205468A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-05 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum emissionsoptimalen Betreiben einer Antriebsvorrichtung
US10591386B2 (en) * 2016-12-16 2020-03-17 Continental Automotive Systems, Inc. Dew point activation method for exhuast gas sensors
DE102018216366A1 (de) * 2018-09-25 2020-03-26 Deere & Company Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102022206430A1 (de) * 2021-06-29 2022-12-29 Cummins Emission Solutions Inc. Systeme und Verfahren zur Reduzierung der NOx-Emissionen von Nachbehandlungssystemen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201889A (en) 1990-09-05 1993-04-13 Lucas Industries Public Limited Company Power unit
US20120216509A1 (en) 2011-02-28 2012-08-30 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method of dpf passive enhancement through powertrain torque-speed management

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1576454B2 (de) 1967-10-13 1973-09-06 August, Paul, Dipl.-Ing. Dr.h.c, Barcelona (Spanien) Gemischverdichtende fremdgezuendete brennkraftmaschinen mit einer gemischerzeugungseinrichtung im ansaugsystem
US4408293A (en) 1980-12-04 1983-10-04 Jack Avins Automotive control systems for improving fuel consumption
US5588888A (en) 1995-10-10 1996-12-31 Centek Industries, Inc. Wet marine exhaust muffler
DE19703863A1 (de) * 1997-02-03 1998-08-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
KR100563370B1 (ko) * 2000-11-02 2006-03-22 현대중공업 주식회사 Ｍｃｃ 유니트용 스크류 드라이버 장치
US6866610B2 (en) * 2001-03-30 2005-03-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and method for vehicle having internal combustion engine and continuously variable transmission, and control apparatus and method for internal combustion engine
US6857262B2 (en) 2001-08-16 2005-02-22 Spx Corporation Catalytic converter function detection
JP3835241B2 (ja) 2001-10-15 2006-10-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
SE520228C2 (sv) 2001-10-31 2003-06-10 Volvo Lastvagnar Ab Styrning av växling i motorfordon
JP3985053B2 (ja) * 2002-07-15 2007-10-03 マツダ株式会社 エンジンの排気微粒子処理装置
US6701903B1 (en) 2002-08-22 2004-03-09 Visteon Global Technologies, Inc. Method of determining valve events to optimize engine operating parameters
DE10355412B4 (de) 2003-11-27 2006-05-18 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung des Betriebs einer Brennkraftmaschine, die mit einem Kraftstoff-Direkteinspritzsystem ausgebildet ist
SE525297C2 (sv) 2004-03-23 2005-01-25 Volvo Lastvagnar Ab Metod för att åstadkomma lägre emissioner vid drift av ett fordon samt motordrivet fordon
DE102004017115A1 (de) 2004-04-07 2005-10-27 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung für ein Fahrzeug mit automatischem oder automatisiertem Getriebe
US7107143B2 (en) 2004-07-21 2006-09-12 General Motors Corporation Estimation of oxygen concentration in the intake manifold of an unthrottled lean burn engine
US6983726B1 (en) 2004-11-05 2006-01-10 Lear Corporation Engine exhaust startup monitoring system
US7628009B2 (en) * 2005-10-07 2009-12-08 Eaton Corporation Exhaust aftertreatment system with transmission control
US20070079605A1 (en) * 2005-10-07 2007-04-12 Eaton Corporation Exhaust aftertreatment system with transmission control
JP2008303911A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Toyota Motor Corp 変速制御装置及び車両制御装置
CA2753529A1 (en) 2008-02-29 2009-09-03 Dominic Edward Scappatura Exhaust gas treatment apparatus and method
US9180408B2 (en) 2008-05-02 2015-11-10 GM Global Technology Operations LLC Fuel efficient ammonia generation strategy for lean-burn engines utilizing passive NH3-SCR for the control of NOx
BRPI0823287B1 (pt) * 2008-11-19 2020-12-01 Volvo Lastivagnar Ab método e disposição para redução de um conteúdo de nox no gás de exaustão de um motor de combustão interna em um veículo
JP5560426B2 (ja) 2008-12-19 2014-07-30 Ｕｄトラックス株式会社 エンジンの排気浄化装置
DE102009002521A1 (de) 2009-04-21 2010-10-28 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Segel- bzw. Rollmodus
US20110120100A1 (en) 2009-11-24 2011-05-26 General Electric Company Catalyst and method of manufacture
US8784661B2 (en) 2010-02-13 2014-07-22 Mcallister Technologies, Llc Liquid fuel for isolating waste material and storing energy
DE102010030346A1 (de) 2010-06-22 2011-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Fahrbetriebssteuerung eines Kraftfahrzeugs
SE535356C2 (sv) * 2010-06-23 2012-07-03 Scania Cv Ab Metod och modul för att styra ett fordons hastighet baserat på regler
JP5310709B2 (ja) 2010-12-27 2013-10-09 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
EP3715207A1 (en) * 2011-01-06 2020-09-30 Cummins Intellectual Properties, Inc. Supervisory thermal management system and method for engine system warm up and regeneration
DE102011119007A1 (de) 2011-11-11 2013-05-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, Steuereinrichtung und Fahrzeug
JP5668701B2 (ja) 2012-01-25 2015-02-12 株式会社アドヴィックス 車両質量推定装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201889A (en) 1990-09-05 1993-04-13 Lucas Industries Public Limited Company Power unit
US20120216509A1 (en) 2011-02-28 2012-08-30 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method of dpf passive enhancement through powertrain torque-speed management

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