KR102146513B1 - 연소 엔진에 의해 생산되는 워크를 한정하는 방법 - Google Patents

연소 엔진에 의해 생산되는 워크를 한정하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102146513B1
KR102146513B1 KR1020187013867A KR20187013867A KR102146513B1 KR 102146513 B1 KR102146513 B1 KR 102146513B1 KR 1020187013867 A KR1020187013867 A KR 1020187013867A KR 20187013867 A KR20187013867 A KR 20187013867A KR 102146513 B1 KR102146513 B1 KR 102146513B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reduction
substance
evaluation
additive
combustion
Prior art date
Application number
KR1020187013867A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180071308A (ko
Inventor
미카엘 룬드스트룀
Original Assignee
스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스카니아 씨브이 악티에볼라그 filed Critical 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Publication of KR20180071308A publication Critical patent/KR20180071308A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102146513B1 publication Critical patent/KR102146513B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/03—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/05—Systems for adding substances into exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/08—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for heavy duty applications, e.g. trucks, buses, tractors, locomotives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/10—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for stationary applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/148—Arrangement of sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0416—Methods of control or diagnosing using the state of a sensor, e.g. of an exhaust gas sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1818—Concentration of the reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 연소실(101)에서 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 방법으로, 상기 연소에 의해 발생되는 적어도 하나의 물질(NOx)을 환원하기 위해 후처리 시스템(130)이 배치되어 있고, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 오작동이 있을 때에 상기 연소에 의해 발생되는 워크가 제한되는, 워크 제한 방법에 관한 것이다. 본 발명은, - 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 제1 평가를 수행하는 단계, - 상기 제1 평가가 오작동을 지시할 때, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 제2 평가를 수행하되, 상기 제2 평가는 상기 제1 평가와는 다른 제2 평가를 수행하는 단계, 및 - 상기 제2 평가에 의해서도 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련하여 오작동이 지시될 때에만 상기 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 단계를 포함한다.

Description

연소 엔진에 의해 생산되는 워크를 한정하는 방법
본 발명은 연소 과정에 관한 것으로, 특히 연소에 의해 발생되는 배기가스를 처리하는 후처리 시스템을 진단하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량과, 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램 그리고 컴퓨터 프로그램 제품에도 관한 것이다.
일반적으로 차량 및 트럭, 버스 등과 같이 적어도 어느 정도의 중형(heavy)/상업용 차량과 관련하여, 연료 효율을 높이고 배기 배출을 감소시키기는 것과 관련된 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
이는 적어도 부분적으로는 예컨대 도심 지역 내의 오염과 대기 질에 대해 증가하는 정부의 관심에 기인하는 것으로, 이러한 정부의 관심은 많은 국가에서 다양한 배기물 표준과 룰을 채택하기에 이르고 있다.
이러한 배기물 표준은 종종 연소 엔진에 의해 발생되는 차량 배기물의 허용 한도를 규정하는 사양들로 구성된다. 예를 들면, 이들 표준에서 대부분의 종류의 차량에 대한 예컨대 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 입자들 배출 레벨이 규제된다.
연소 소모를 줄임으로써 및/또는 연소 과정에서 발생되는 배기가스의 후처리(정화)를 통해 불요한 배기 물질들이 감소될 수 있다.
연소 엔진에서 발생되는 배기가스는 예를 들면 소위 촉매 공정을 사용하여 처리될 수 있다.
다양한 종류의 연료 및/또는 배기가스 스트림에서 발생하는 다양한 종류의 물질들을 처리하기 위한 다양한 종류의 촉매 컨버터가 존재한다. 적어도 질소산화물(NOx)(예를 들어 일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2) 각각)과 관련하여, 중형 차량들은 종종 배기가스 스트림에 첨가제가 공급되는 방법을 포함한다. 이 첨가제는 통상적으로 촉매 컨버터의 사용을 통해 질소산화물(NOx)의 존재를 오염성이 덜한 물질들(주로 질소와 수증기)로 감소시키기 위해 공급된다.
NOx 환원을 위해 사용되는 하나의 공통된 유형의 촉매 컨버터는, 통상 우레아 계열인 첨가제가 배기가스 스트림에 부가되는 선택적 촉매 환원장치(SCR) 촉매 컨버터이다.
첨가제를 공급할 때, 너무 많지도 않고 너무 적지도 않은 양의 첨가제가 배기가스 스트림에 공급되어야 하는 것이 필수이다. 그 결과로, 공급되는 첨가제 양이 예측되는 첨가제 양에 대응하는 것이 바람직하다. 또한, 환원과 관련하여, 첨가제가 예측되는 종류의 첨가제로 구성되는 것이 중요하다.
예를 들어 품질 센서를 사용하여, 첨가제의 화학 성분이 평가될 수 있다. 품질 센서가 첨가제 품질에서 일탈하는 것을 나타내거나 및/또는 센서가 파손된 것을 나타낼 때, 규정에 따라 차량 성능 제한 조치가 취해질 것이 요구된다. 즉, 운전자가 적당한 품질과 양의 첨가제가 배기가스 스트림에 공급되게 할 것으로 유도된다.
본 발명의 목적은 후처리 시스템이 작동할 때의 불규칙함에 의한 차량 성능이 부당하게 제한되는 것을 감소시키는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다. 이 목적은 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 연소실에서 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 방법으로, 상기 연소에 의해 발생되는 적어도 하나의 물질을 환원하기 위해 후처리 시스템이 배치되어 있고, 상기 적어도 하나의 물질의 환원과 관련된 오작동이 있을 때에 상기 연소에 의해 발생되는 워크가 제한되는, 워크 제한 방법이 제공된다. 이 방법은,
- 상기 적어도 하나의 물질의 환원과 관련된 제1 평가를 수행하는 단계,
- 상기 제1 평가가 오작동임을 나타낼 때, 상기 적어도 하나의 물질의 환원과 관련된 제2 평가를 수행하되, 상기 제2 평가는 상기 제1 평가와는 다른 제2 평가를 수행하는 단계, 및
- 상기 제2 평가에 의해서도 상기 적어도 하나의 물질의 환원과 관련하여 오작동임을 나타낼 때에만 상기 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 단계를 포함한다.
전술한 바와 같이, 연소에 의해 발생되는 배기가스 스트림 내에 적어도 일부 물질들(아래에 설명되어 있는 바와 같이, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되고 있는 물질이란 용어는 화합물도 포함한다)의 존재는 배기가스 스트림에 첨가제를 공급함으로써 감소될 수 있다. 첨가제는 배기가스 스트림 내의 하나 또는 그 이상의 물질들과 반응하여 덜 유해한 물질들을 생성한다.
예를 들면, 연소에 의해 발생되는 배기가스 내의 질소산화물(NOx) 또는 다른 물질들의 농도를 줄이기 위해 첨가제가 공급될 수 있다. 그러나 소망하는 효과를 얻기 위해서는, 감소시키고자 하는 하나 또는 그 이상의 물질들/조성물들의 존재에 대응되는 비율로 첨가제가 배기가스 스트림 내로 공급되는 것이 중요하다. 또한 첨가제는 소망하는 환원을 수행할 수 있는 종류이어야 한다는 것이 중요하다. 만일 첨가제 종류를 잘못 선택하거나 및/또는 공급되는 첨가제 양이 환원될 물질/조성물의 존재와 관련하여 지나치게 적으면, 환원 후에도 불요한 과잉 물질이 배기가스에 잔류하여 주위로 배출되게 된다.
반대로, 환원하고자 하는 적어도 하나의 물질/조성물과 관련하여 배기가스 스트림에 공급되는 첨가제 양이 많으면, 다른 불요한 물질들이 과잉 존재하게 할 수 있다. 예를 들면, 우레아 계열 첨가제를 사용하는 NOx 환원과 관련하여, 과잉의 암모늄이 주위로 배출될 수 있다. 암모늄은 유해한 물질로 분류되므로, 암모늄 배출도 종종 규제된다.
소망하는 환원 효과를 얻기 위해, 첨가제와 관련하여 필요한 공급 양 그리고 이에 따라 이의 소모가 상대적으로 높을 수 있다. 이러한 이유로, 예컨대 상업용 차량에 첨가제가 사용될 때 첨가제 소모와 관련된 비용이 차량 경제에 상당한 영향을 줄 수 있다. 이는, 상대적으로 비싼 첨가제를 물과 같은 덜 고가의 액체로 대체하는 경향을 야기할 수 있다. 이러한 대체 액체의 사용은 거의 확실하게 배기가스 배출물 환원에 해로운 영향을 줄 것이다.
따라서, 소망하는 품질과 양의 첨가제를 배기가스 스트림에 공급하고, 덜 적당한 첨가제로 대체하는 것을 방지하고, 경제적으로 더 우호적이고 대안이 될 수 있도록 하기 위해, 현재 및/또는 미래에 적어도 일부 국가에서 자기진단장치(OBD: onboard diagnostics)에 관한 요구가 존재한다.
예를 들면, 적어도 일부 국가에서, 차량이 예컨대 화학 조성물 같은 첨가제 물성을 직접 평가하고, 진단할 수 있는 것을 요구하고 있으며 또는 요구하려 하고 있다. 이는, 예를 들면 이하에서 주입 탱크로 호칭되는 첨가제 저장 탱크 내에 배치될 수 있는 적당한 센서 수단 예컨대 물질 센서를 사용하여 이루어질 수 있다. 품질 센서를 사용하여, 첨가제의 화학 성분조성이 평가될 수 있다.
또한, 환원하고자 하는 물질의 환원과 관련하여 오작동이 검출되는 경우, 차량 제어 시스템은 종종 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 것과 관련된 예컨대 차량 성능과 관련된 제한 조치를 취할 것이 요구된다. 이러한 유형의 제한 조치(restrictive measure)는 종종 일정 시간이 경과한 후에만 실시되도록 마련된다. 예를 들면, 차량 제어 시스템은 오작동이 검출된 후 약간의 적당한 시간이 경과한 후에 가용 파워 및/또는 최대로 허용된 차량 속도를 감소시키도록 마련될 수 있다. 여기서 제한되는 시간은 차량이 서비스를 받기 위해 집으로 돌아갈 수 있는 시간으로 주어진다. 그 결과, 이러한 유형의 제한 조치들은 운전자/소유자에게 적당한 유형의 첨가제를 사용하도록 유도하게 된다. 예를 들면, 첨가제의 화학 성분조성이 허용 가능한 성분조성으로부터 일탈하거나 및/또는 품질 센서가 제대로 작동하지 않는 것으로 판정되는 경우, 환원과 관련된 오작동이 존재하는 것으로 간주될 수 있다.
그 결과, 일반적으로 제한 조치들의 원치 않는 효과를 방지하기 위해 차량은 서비스를 받기 위해 수리 센터로 가야만 한다. 그러나 실제 상황에서 검출된 오작동이 잘못된 것으로 판명된 경우 예컨대 품질 센서가 실제 제대로 작동하거나 첨가제 품질이 실제로 허용 가능한 경우, 전술한 사항에 따른 제한 조치들은 부당하게 비용을 소요하게 하거나 차량을 운행하지 못하게 할 수 있다.
본 발명은 환원이 실제 제대로 작동하는 상황에서 잘못된 진단 평가로 인해 차량 성능이 제한되는 것을 줄이기 위한 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이는 적어도 두 번의 평가를 수행하여 후처리 시스템에서의 환원을 진단함으로써 달성된다. 전술한 바와 따라 제한 조치들을 취하기 위해서는, 이들 두 평가 중 하나가 오작동의 발생을 지시할 때, 상기 두 평가 중 다른 평가도 오작동을 지시할 것을 필요로 한다.
예를 들면, 후처리 시스템에서의 환원이 첨가제 공급을 포함하는 경우, 적어도 두 개의 평가는 환원과 관련하여 수행되며, 이들 평가 모두가 환원이 제대로 작동하지 않는 것으로 지시할 때에만 제한 조치들이 취해진다. 이러한 방식으로, 예를 들어 불량 센서로 인해 제한 조치들이 취해지는 상황이 방지될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 제1 평가는 예컨대 화학 성분조성과 같이 첨가제의 적어도 하나의 물성을 진단하도록 배치되어 있는 품질 센서를 사용한 첨가제 공급의 평가를 포함한다. 품질 센서를 사용한 평가가 오작동을 지시하는 경우, 종래 기술에서와 같이 제한 조치들이 시작되지 않는다. 즉, 품질 센서가 제대로 작동하지 않거나 또는 첨가제 품질의 불량을 지시하는 것만으로는 제한 조치들을 시작하는 데에 충분하지 않다. 그 대신, 적어도 하나의 제2 평가도 환원과 관련하여 오작동을 지시할 것을 요구한다. 예를 들면, 환원하고자 하는 물질의 존재를 측정하는 NOx 센서 같은 센서를 사용하여 환원이 평가될 수 있다. 그 결과, 종래 기술과는 달리, 본 발명은 품질 센서가 오작동을 지시했을 때에만 자동적으로 제한 조치를 시작하지 않고, 환원의 제2 평가가 환원과 관련된 오작동을 지시할 것을 요구한다.
본 발명의 다른 특징들과 이점들이 아래에 기재되어 있는 예시적 실시형태들의 상세한 설명과 첨부된 도면들에 적시되어 있다.
도 1a는 본 발명이 유리하게 활용될 수 있는 예시적 차량의 파워 트레인을 설명하는 도면이다.
도 1b는 차량 제어 시스템 내의 제어 유닛의 일 예시를 설명하는 도면이다.
도 2는 첨가제 공급이 활용될 수 있으며, 본 발명이 유리하게 활용될 수 있는 후처리 시스템의 일 예시를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 예시적 방법을 설명하는 도면이다.
아래의 발명의 상세한 설명에서, 차량용으로 예시하여 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명은 항공 및 수상 운송과 같이 다른 종류의 운송 수단에도 적용될 수 있다. 본 발명은 고정된 설비에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 개념은 첨가제 공급에 한정되지 않고 예를 들어 어떠한 종류의 촉매 컨버터를 사용하는 후처리 시스템에서 어떠한 종류의 환원에도 적용될 수 있다. 그 결과로, 본 발명은 첨가제 공급을 포함하지 않는 환원에도 적용될 수 있다. 또한, 아래에서 본 발명은 질소산화물 환원을 위한 우레아 계열 첨가제에 대해 예시되어 있다. 그러나 본 발명은, 첨가제가 모든 물질/화합물 이에 따라 반드시 질소산화물일 필요가 없는 물질/화합물의 환원을 위해 마련될 수 있는 적당한 모든 종류의 첨가제에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명과 첨부된 특허청구범위에서 "물질(substance)"이란 용어는 혼합물뿐만 아니라 화합물도 포함하는 것으로 정의된다.
도 1a는 예시적 차량(100)의 파워 트레인을 개략적으로 도시하는 도면이다. 이 파워 트레인은 본 실시예에서는 연소 엔진(101)인 동력원을 포함하며, 이는 통상적인 방식으로 통상적으로 플라이휠(102)을 통해 연소 엔진(101)의 출력 샤프트에 연결되고 클러치(106)를 통해 기어박스(103)로 연결된다. 기어박스(103)에 나온 출력 샤프트(107)는 통상적인 차동장치 같은 최종 구동장치(108)와 상기 최종 구동장치(108)에 연결되어 있는 구동 액슬(104, 105)을 통해 구동 휠들(113, 114)을 추진시킨다.
연소 엔진(101)은 제어 유닛(115)을 통해 차량 제어 시스템에 의해 제어된다. 클러치(106)와 기어박스(103)도 제어 유닛(115)을 사용하여 차량 제어 시스템에 의해 제어된다.
결과적으로, 도 1a는 특정 유형의 파워트레인을 개시하고 있지만, 본 발명은 어떠한 종류의 파워트레인 예컨대 하이브리드 차량에도 적용될 수 있다. 개시되어 있는 차량은 연소 엔진(101)에서의 연소에 의해 발생되는 배기가스의 후처리(정화)를 위한 후처리 시스템(130)을 또한 포함한다. 후처리 시스템(130)의 기능은 제어 유닛(131)에 의해 제어된다.
후처리 시스템(130)은 다양한 종류 및 디자인일 수 있으며, 개시되어 있는 실시형태에 따르면 첨가제가 배기가스 스트림에 공급된다. 본 발명이 활용될 수 있는 후처리 시스템(130)의 일 예시가 도 2에 더욱 상세하게 도시되어 있으며, 개시된 예시적 실시형태에서, 후처리 시스템(130)은 선택적 촉매 환원장치(SCR) 촉매 컨버터(201)를 포함한다. 후처리 시스템은 개시되어 있지 않은 컴포넌트들 예를 들어 추가의 촉매 컨버터 및/또는 SCR 촉매 컨버터(201) 상류 또는 하류에 배치될 수 있는 입자 필터를 추가로 포함할 수 있다.
전술한 사항에 따르면, 첨가제 공급은 예를 들면 SCR 촉매 컨버터의 사용을 통해 연소 엔진에서 발생되는 배기물 내의 질소산화물(NOx) 농도를 낮추는 데에 사용될 수 있다.
개시되어 있는 실시형태에 따르는 바와 같이, 이 첨가제는 예를 들면 우레아 계열 첨가제일 수 있다. 이 첨가제는 예컨대 자주 사용되는 첨가제를 구성하는 애드블루(AdBlue)로 구성될 수 있으며, 물에 약 32.5% 우레아가 용해되어 있는 혼합물로 구성될 수 있다. 우레아가 가열되면 암모늄을 형성하며, 이는 배기가스 스트림 내의 질소산화물(NOx)과 반응하게 된다. 애드블루를 사용할 때뿐 아니라 임의의 다른 우레아 계열 첨가제를 사용할 때 본 발명이 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 첨가제가 환원하기 위해 마련되는 배기가스 스트림 내의 물질 종류와는 관계없이 임의의 종류의 첨가제를 사용할 때도 적용될 수 있다.
상기 촉매 컨버터(201) 외에도, 도 2는 우레아 주입 시스템(UDS)을 추가로 기재하고 있다. 이 우레아 주입 시스템은 분사 노즐에 연결되어 있는 우레아 또는 주입 탱크(202)를 포함하며, 분사 노즐에 의해 첨가제가 배기가스 스트림(119) 내로 분사된다. 우레아의 주입은 UDS 제어 유닛(204)에 의해 조절된다. UDS 제어 유닛(204)은 첨가제 공급을 제어하기 위한 제어 신호를 발생시켜, 원하는 양의 우레아가 탱크(202)로부터 분사 노즐(205)에 의해 배기가스 스트림(119) 내로 주입되게 한다. 전기자(210)가 탱크(202) 내에 배치되어 있으며, 첨가제 공급을 진단하기 위한 품질 센서(211)를 포함한다.
첨가제를 공급하기 위한 주입 시스템들은 일반적으로 종래 기술에 잘 기술되어 있으므로, 본 명세서에서는 첨가제 공급이 수행/주입되는 세밀한 방식에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다. 본 발명은 연소에 의해 생성되는 워크에 관한 제한의 발생을 줄이는 방법에 관한 것으로, 이는 본 실시예에 따라 첨가제 공급의 진단이 첨가제의 화학 조성 및/또는 환원되는 물질의 실제 환원과 관련하여 수행될 수 있는 첨가제 공급 진단에 의해 달성된다. 첨가제 공급을 진단할 때 추가의/다른 시험들도 수행되게 마련될 수 있다.
자기진단장치(OBD)와 관련된 사양들은 차량이 예컨대 규정되어 있는 배기 배출물 표준을 충족시키도록 점점 엄격해지고 있다. 이러한 사양들은 차량이 작동하는 중에 첨가제 공급을 진단할 수 있는 능력을 포함한다. 이는, 예를 들어, 예컨대 NOx같이 환원할 물질의 변환율 즉 환원율을 추정함으로써 달성될 수 있다. 변환율은, 예를 들어 첨가제 공급부 상류에 존재하는 NOx와 SCR 촉매 컨버터(201) 하류에 존재하는 NOx를 비교함으로써 추산될 수 있다. 이러한 방식으로, 소망하는 변환 즉 환원이 이루어지고 있는지를 판단할 수 있게 되고, 이에 의해 첨가제 공급이 소망하는 방식으로 수행되고 있는 것으로 간주될 수 있다. 첨가제 공급부 상류에 존재하는 NOx와 SCR 촉매 컨버터(201) 하류에 존재하는 NOx 각각은 예를 들어 NOx 센서들(207, 208)(도 2 참조)을 통해 결정될 수 있다. 첨가제 공급부 상류에 존재하는 NOx는 예컨대 그 자체로 이미 알려져 있는 연소 엔진 작동 파라미터를 감안한 예컨대 모델 대푯값(model representation)에 의해서도 결정될 수 있다.
첨가제 공급은 예를 들어 첨가제 분석에 의해 더욱 직접적으로 평가될 수도 있다. 이는, 예를 들면, 예컨대 첨가제의 화학 조성이 분석될 수 있는 주입 탱크 내에 배치되어 있는 품질 센서(211)의 사용을 통해 달성될 수 있다.
진단을 수행하는 것 외에도, 종종 첨가제 공급의 품질이 승인된 품질에서 벗어나는 것으로 진단될 때, 차량이 차량 성능 제한을 부과하도록 하는 법안이 있거나 도입될 예정이다. 이는 예를 들어 오작동이 감지되고 잠시 후에, 사용 가능한 파워 및/또는 최대 속도를 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 그러나 이러한 유형의 제한은 상당한 비용과 관련될 수 있기 때문에, 실제 오작동이 있을 때에만 제한이 부과되는 것이 바람직하다.
본 발명은 결함이 지시되었기 때문에 제한이 부과되었지만, 실제로는 결함이 존재하지 않을 때 발생할 수 있는 상황의 위험을 감소시키는 방법을 제공한다. 예컨대 우레아 주입 시스템을 제어하기 위한 제어 유닛(204)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있는, 본 발명의 예시적 방법 300이 도 3에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 일반적으로 차량의 기능들은 복수의 제어 유닛들에 의해 제어되고, 기재되어 있는 유형의 차량 내의 제어 시스템들은 일반적으로 복수의 전자 제어 유닛들(ECUs) 또는 컨트롤러들을 차량에 탑재되어 있는 다양한 컴포넌트들에 연결하기 위한 하나 또는 그 이상의 통상 버스들로 구성된 통신 버스 시스템을 포함한다. 이러한 제어 시스템은 복수의 제어 유닛들을 포함할 수 있고, 특정 기능의 제어는 둘 또는 그 이상의 제어 유닛으로 분할될 수 있다.
단순화를 위해, 도 1a 및 도 2는 단지 제어 유닛들(115-116, 130, 204)만을 묘사하고 있지만, 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 설명되는 종류의 차량들(100)에는 상당히 더 많은 제어 유닛들이 제공될 수 있으며, 제어 유닛들(115-116, 130, 204)은 도 1a에서 서로 연결되어 있는 라인들로 지시되어 있는 통신 버스 시스템 및 다른 배선을 통해 제어 유닛들 그리고 다양한 컴포넌트들과 통신하도록 배치되어 있다.
본 발명은 차량(100) 내의 적당한 임의의 제어 유닛 내에서 구현될 수 있으므로, 반드시 제어 유닛(204)에서 구현될 필요는 없다. 본 발명에 따른 우레아 주입 시스템의 진단은 통상적으로 다른 제어 유닛들 및/또는 차량 컴포넌트들로부터 수신되는 신호에 의존하며, 일반적으로 개시되어 있는 유형의 제어 유닛들은 차량(100)의 다양한 파트들로부터 센서 신호들을 수신하기에 적합하다. 제어 유닛(204)은 예를 들어 품질 센서(211) 및/또는 NOx 센서들(207, 208)로부터 신호들을 수신할 것이다. 시험이 차량 성능이 제한되어야 한다고 지시할 때, 설명되어 있는 유형의 제어 유닛들은 통상적으로 제어 신호들을 차량의 다양한 파트들 및 컴포넌트들 예컨대 엔진 제어 유닛 또는 다른 적당한 제어 유닛에 전달하기에 적합하다.
이러한 유형의 제어는 종종 프로그램된 지령에 의해 달성된다. 프로그램된 지령은 일반적으로 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 제어 유닛에서 실행될 때 컴퓨터/제어 유닛이 소망하는 제어 예컨대 본 발명에 따른 방법 단계들을 실행하게 하는 컴퓨터 프로그램으로 구성된다. 컴퓨터 프로그램은 통상적으로 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 구성하는데, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 프로그램(126)이 저장되어 있는 적당한 저장 매체(121)(도 1b 참조)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 논-휘발성 방식으로 상기 저장 매체에 저장될 수 있다. 디지털 저장 매체(121)는 예를 들어 다음을 포함하는 그룹 중 하나로 구성될 수 있다. ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EPROM(Erasable PROM), 플래쉬 메모리, EEPROM(Electrically Erasable PROM), 하드 디스크 유닛 등. 디지털 저장 매체(121)는 제어 유닛 내에 혹은 제어 유닛과 관련되어 배치되며, 제어 유닛에 의해 컴퓨터 프로그램이 실행된다. 이에 따라, 컴퓨터 프로그램의 지령을 변형함으로써 특정 상황에서 차량의 거동이 수정될 수 있다.
예시적 제어 유닛(제어 유닛(204)이 도 1b에 개략적으로 도시되어 있다. 제어 유닛은 프로세싱 유닛(120)을 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛은 예를 들어 디지털 신호 프로세싱(Digital Signal Processor, DSP)용 회로 또는 소정의 특정 기능을 구비한 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 같은 적당한 유형의 프로세서 또는 마이크로컴퓨터로 구성될 수 있다. 프로세싱 유닛(120)은 메모리 유닛(121)에 연결되어 있으며, 메모리 유닛은 프로세싱 유닛에 예를 들어 저장되어 있는 프로그램 코드(126) 및/또는 프로세싱 유닛(120)이 계산을 하는 데에 필요한, 저장되어 있는 데이터를 제공한다. 프로세싱 유닛(120)은, 메모리 유닛(121)에 부분적으로 계산된 계산 결과 또는 최종 계산 결과를 저장하도록 마련되어 있다.
또한, 제어 유닛(204)에는 입력 신호 및 출력 신호 각각을 수신하고 송신하기 위한 디바이스들(122, 123, 124, 125)이 장착되어 있다. 이들 입력 신호 및 출력 신호는 파형, 펄스 또는 프로세싱 유닛(120)에 의한 프로세싱을 위한 정보로 디바이스들(122, 125)이 입력 신호 수신을 위한 다른 어트리뷰트를 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛(120)에서 계산된 계산 결과를 신호들이 처리되기 위한 차량 제어 시스템 및/또는 컴포턴트(들)의 다른 파트로 전달하기 위한 출력 신호로 변화하기 위해 출력 신호들을 전달하기 위한 디바이스들(123, 124)이 배치되어 있다. 입력 및 출력 신호들 각각을 수신하고 전송하기 위한 디바이스들에 대한 각각 그리고 모든 연결은 하나 또는 그 이상의 케이블; CAN 버스(Controller Area Network bus) 같은 데이터 버스, MOST 버스(Media Oriented Systems Transport) 또는 다른 버스 구성들로 구성되거나 무선 연결로 구성될 수 있다.
도 3에 도시되어 있는 예시적 방법 300으로 돌아가면, 이 방법은 예컨대 질소산화물(NOx) 같은 환원제 물질이 진단될 것인지를 결정하는 단계 301에서 시작한다. 환원제 물질이 진단될 것으로 결정되지 않는 한은, 이 방법은 단계 301에서 머물러 있게 된다. 환원제 물질이 진단될 것으로 결정되면, 이 방법은 단계 302로 계속된다. 단계 301에서 단계 302로의 전이는 예를 들면 다양한 기준들에 따라 시작될 수 있다. 예를 들면, 진단이 정기적인 인터벌로 수행되도록 마련될 수 있다. 또한, 진단이 예를 들어 연소 엔진(101)이 시동될 때마다 및/또는 첨가제의 재충진이 이루어진다는 표시가 있을 때마다 수행되게 마련될 수 있다. 이러한 전이는, 질소산화물(NOx) 환원이 오작동 한다는 표시가 있을 때에 수행되게 마련될 수도 있다.
단계 302에서, 환원제 물질에 관한 제1 평가가 시작된다. 이 평가는 예를 들면 전술한 시험들 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 예시적 실시형태에 따르면 품질 센서(211)를 사용하여 첨가제 공급의 진단이 수행된다.
단계 302에서, 1차로 품질 센서(211)가 제대로 작동하는 것으로 볼 수 있는지 또는 품질 센서(211)가 오작동 하는 것으로 볼 수 있는지가 결정된다. 이는, 예를 들면, 수신된 센서 신호들을 크기 및/또는 센서 신호들의 존재 또는 결여에 의해 결정될 수 있다. 품질 센서가 제대로 작동하는 것으로 결정되면, 이 방법은 단계 303으로 이어진다. 품질 센서(211)가 제대로 작동하지 않는 것으로 결정되면, 이 방법은 단계 305로 이어져서, 오작동 센서에 관련된 진단 트러블 코드(DTC)가 설정된다. 그런 다음 이 방법은 이하에 따라 단계 306으로 이어진다.
단계 302에서 품질 센서(211)가 제대로 작동하는 것으로 결론 내려지면, 이 방법은 단계 303으로 이어지며, 품질 센서(211)로부터 수신된 센서 신호들을 기초로 이 단계 303에서 첨가제 품질이 평가된다. 그런 다음, 이 방법은 단계 304로 이어진다. 단계 304에서 이 평가가 첨가제 공급이 여러 측면에서 예측된 공급으로부터 일탈하는 지를 결정한다. 예를 들면, 첨가제의 화학 성분이 단계 303에서 진단될 수 있다. 단계 304에서 화학 조성에 관한 편차가 있는 것으로 결정되면, 이 방법은 단계 305로 이어진다. 그렇지 않으면, 환원이 제대로 작동하는 것으로 간주되기 때문에, 이 방법은 단계 311에서 종료된다.
화학 조성 결정과 관련하여, 품질 센서(211)는 예를 들어 첨가제 내에서의 음속이 측정되도록 마련될 수 있다. 이는 공지의 거리에서 표면을 향해 신호를 전달하고, 그 신호가 표면까지 이동하고 다시 돌아오는 데에 걸리는 시간을 측정함으로써 수행될 수 있다. 이러한 종류의 품질 센서는 동종 업계에서 이미 공지되어 있으며, 일반적으로 액체 내의 음속이 액체 성분에 따라 변화하는 경우에 해당된다. 이는 얻어진 음속을 예측되는 음속과 비교하여 주입 탱크 내 액체 내 음속의 결정이 첨가제 화학 성분을 평가하는 데에 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들면 예측된 값으로부터의 편차가 적당한 한도를 초과하면 오작동인 것으로 간주될 수 있다.
이와는 다르게 또는 이에 부가하여, 복수의 다양한 농도/액체들에 대한 음속이 차량 제어 시스템 내에 저장될 수 있다. 이에 의해 측정된 음속을 저장된 값들과 비교하여 대응되는 예컨대 우레아 농도 또는 간주되는 액체의 대응 농도로 변형될 수 있다. 비교 결과가 설정된 사양을 충족하지 못하는 액체를 사용한 것을 지시할 때, 이는 오작동의 지시로 사용될 수 있다. 그러나 예를 들어 탱크 내에서 동결된 첨가제에 의해 편차가 야기될 수 있으므로, 센서가 이와 다르게 지시하는 경우에도 첨가제의 품질이 정상일 수도 있다.
결과적으로, 첨가제의 품질을 결정하는 데에 이에 따라 첨가제 공급의 진단을 하는 데에 우레아 품질 센서와 같은 품질 센서가 사용될 수 있다. 단계 304에서 첨가제 공급이 요구되는 바에 따라 작동하지 않는 것으로 결론 내려지면, 이 방법은 단계 305로 이어진다. 전술한 바와 같이, 이 경우 예컨대 첨가제 품질 불량을 나타내는 진단 트러블 코드(DTC)가 단계 305에서 설정될 수 있다. 이는 단계 305에서 활성화된 트러블 코드가 예를 들면 다음번 차량 서비스를 할 때에 고려되게 할 수 있다. 그러나 이 단계에서 제한적인 조치는 취해지지 않으므로, 일정 시간 내에 반드시 서비스가 수행되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 화학 조성에 관한 일탈이 있는 경우, 이 방법은 추가의 평가를 수행하기 위해 단계 306으로 이어진다. 즉, 오로지 단계 302 내지 단계 304에서 수행된 평가에 기초해서는 차량 성능과 관련하여 아무런 제한적인 조치가 취해지지 않는다. 그 보다는 환원에 대한 제2 평가가 수행된다.
제2 평가는 예를 들면 환원되는 물질의 현재 변환 속도 또는 환원 속도의 결정일 수 있다. 본 실시예에 따르면, 질소산화물(NOx)의 환원 속도의 결정이 수행된다. 이는 예를 들면 전술한 사항에 따라 센서들(207, 208)을 사용하여 첨가제를 공급하기 전 및 공급한 후에 질소산화물(NOx)의 존재를 추정함으로써 수행될 수 있다. 이들 추정은 비교될 수 있으며 변환 속도가 계산될 수 있고, 그런 다음 간주된 첨가제 공급과 비교될 수 있다.
단계 306에서, NOx 센서들(207, 208)이 제대로 작동하고 있는지 여부 또는 센서들(207, 208) 중 어느 하나 또는 두 센서들이 오작동 하는 것으로 볼 수 있는지 여부들이 먼저 결정될 수 있다. 이는, 예를 들면 수신된 센서 신호들 및/또는 센서 신호들의 존재 또는 결여에 의해 결정될 수 있다. NOx 센서들(207, 208)이 제대로 작동하고 있는 것으로 결정된 경우, 이 방법은 단계 307로 이어진다. 센서들(207, 208) 중 적어도 하나가 제대로 작동하지 않는 것으로 결론 내려지는 경우, 이 방법은 단계 310으로 이어진다. 단계 310에서, 적절한 트러블 코드가 작동되고, 환원에 대한 제2 평가가 제1 평가와 다른 지시를 할 수 없기 때문에, 그런 다음 이 방법은 제한적인 조치를 활성화시키기 위해 단계 309로 이어진다.
전술한 바와 같이, 첨가제 공급 상류에서 NOx의 존재가 적당한 임의의 모델의 연소 엔진 예를 들어 연소 엔진에 제공되는 연료 양의 사용을 통해 추정될 수 있다. 이 경우, 단계 206에서 NOx 센서(208)의 작동만이 결정될 필요가 있다.
NOx 센서들(또는 센서)이 제대로 작동하는 것으로 결정된 경우, 단계 307에서 NOx 환원이 계산/추정될 수 있다. 예를 들어 추정되는 첨가제 공급에 기초하여 예를 들어 추정되는 환원 속도가 어느 적당한 정도로 예측되는 환원 속도에 대응되는 것으로 결정된다면, 단계 308에서 이는 시스템이 제대로 작동하는 것을 나타내는 지시를 구성한다. 즉, 품질 센서(211)에 의해 전달되는 센서 신호들이 시스템 작동의 실제 상태를 반영하지 않는다. 이에 따라, 이 경우, 아무런 제한적인 대책이 취해지지 않고, 이 방법은 단계 311에서 종료된다. 전술한 사항에 따른 진단 트러블 코드들은 추후의 진단을 위해 설정된 상태로 남아 있을 수 있다.
다른 한편, 단계 308에서 추정된 변환 속도가 예측되는 변환 속도에 대응하지 않는 것으로 결정되는 경우, 이 방법은 단계 309로 이어진다. 단계 309에서, 예를 들어 NOx 환원과 관련된 추가의 진단 에러 코드가 활성화될 수 있다. 그런 다음 단계 309에서 제한적인 조치들이 취해진다. 이들 조치들은 예를 들면 차량이 현재 주행하고 있는 영역 내에 적용되는 입법된 룰을 따르도록 마련될 수 있다. 조치들은 예컨대 최대 가용 파워 및/또는 최대 차량 속도를 제한함으로써 연소 엔진에 의해 발생되는 워크가 제한되는 제한을 구성할 수 있다. 차량이 적당한 서비스 샵/리턴 홈까지 주행할 수 있도록 에러가 검출된 후 어느 정도 적당한 시간 이후 제한들이 적용되도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 유러피언 EURO VI 규정에 따르면, 제한적인 조치는 연소 엔진 워크의 실제 제한이 제한 조치가 취해진 후 20 시간 이후에 시작되도록 하는 것이다. 그런 다음 이 방법은 단계 311에서 종료된다.
결과적으로, 실제 제한적인 조치들을 취하기 위해, 본 발명은 제한적인 조치가 하나의 평가에 기초해서만 취해지기보다는 오작동을 나타내는 적어도 두 개의 평가에 기초하여 취해지는 해법을 제공한다. 단지 하나의 평가만이 오작동을 지시하는 한은, 적당한 진단 트러블 코드를 설정함으로써 정식으로 숙지되고, 가능하면 관련 데이터를 저장하지만 아무런 제한 조치는 적용되지 않는다. 그 결과, 예컨대 오작동 품질 센서는 그 자체로 제한적 조치를 취하기에는 충분하지 않다. 차량 성능의 제한을 시작하기 위해서는 적어도 하나의 제2의 오류 지시가 있어야만 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 특정 종류의 평가를 사용하여 예시되어 있다. 통상의 기술자에게는 자명한 바와 같이, 이러한 평가들이 수행되는 순서는 본 발명과는 관련이 없고, 평가들은 임의의 순서로 수행될 수 있다. 예를 들면, 전술한 실시예와 관련하여, 예컨대 NOx 센서를 사용하는 평가가 먼저 이루어지고, 이 평가가 환원에서 오작동을 지시하는 경우, 품질 센서가 이를 검증하는 데에 사용되거나 혹은 오작동 환원이 아닌 오작동할 가능성이 있는 NOx 센서의 표시로 사용될 수 있다.
또한 위의 평가들은 실시예만을 구성할 뿐, 임의의 적당한 유형의 평가들이 대신 사용될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 전반적인 측면은 후처리 시스템의 임의의 적당한 기능이 적어도 두 개의 평가를 사용하여 평가되며, 동일 기능에 관련된 두 개의 독립된 평가가 오작동 시스템을 지시할 때에만 차량 성능에 관련된 제한이 부과되는 방법이다. 그 결과, 본 발명에 따르면, 예를 들어 품질 센서의 오작동을 나타내는 진단 트러블 코드 또는 예를 들어 NOx 센서의 오작동을 나타내는 진단 트러블 코드가 이 트러블 코드만에 기초해서 차량 성능을 제한하지 않고, 제한을 유발하기 위해서는 추가의 지시(indication)가 필요하다.
마지막으로, 본 발명은 차량에 대해 예시되어 있다. 그러나 본 발명은 임의의 종류의 탈 것 예를 들어 항공기, 선박 및 우주선에도 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 연소 플랜트에 사용될 수도 있다. 또한, 후처리 시스템은 추가의 컴포넌트들 예를 들어 그 자체가 이미 잘 알려져 있는 하나 또는 그 이상의 입자 필터들, 하나 또는 그 이상의 산화 촉매 컨버터를 포함할 수 있다. 후처리 시스템이 하나 이상의 SCR 촉매 컨버터를 포함할 수 있다는 것을 상정할 수 있다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 연소실(101)에서 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 방법으로, 상기 연소에 의해 발생되는 적어도 하나의 물질(NOx)을 환원하기 위해 후처리 시스템(130)이 배치되어 있고, 상기 연소에 의해 발생되는 배기가스 스트림에 첨가제를 공급함으로써 상기 적어도 하나의 물질(NOx)을 환원하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 오작동이 있을 때에 상기 연소에 의해 발생되는 워크가 제한되는, 워크 제한 방법에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 제1 평가를 수행하는 단계로, 상기 제1 평가는 상기 첨가제와 관련된 적어도 하나의 물성을 평가하도록 배치되어 있는 품질 센서(211)를 사용하여 첨가제를 평가하는 단계를 포함하고,
    - 상기 제1 평가가 오작동임을 나타낼 때, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 제2 평가를 수행하되, 상기 제2 평가는 적어도 하나의 제2 센서(208)를 사용하여 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 환원이 제1 환원 미만일 때, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원에 관한 오작동이 지시되며, 및
    - 상기 제2 평가에 의해서도 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련하여 오작동임을 나타낼 때에만 상기 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 단계를 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    - 제1 촉매 컨버터(201) 상류에 제1 첨가제를 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 촉매 컨버터가 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매 컨버터(201)인 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제와 관련된 적어도 하나의 물성이 상기 첨가제의 화학 성분조성인 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 품질 센서(211)에서 나온 센서 신호들이 상기 첨가제의 품질이 불충분한 것으로 나타낼 때, 상기 첨가제 공급의 상기 제1 평가가 오작동을 지시하는 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 평가가 상기 품질 센서(211)의 기능이 부적당한 것으로 지시할 때, 상기 첨가제 공급의 상기 제1 평가가 오작동을 지시하는 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    - 상기 첨가제 공급의 상류에서 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 존재와 상기 첨가제 공급의 하류에서 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 존재를 비교함으로써 환원을 추정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 첨가제가 촉매 컨버터(201) 상류에서 공급되고, 상기 첨가제 공급의 하류에서 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 상기 존재가 촉매 컨버터(201) 하류에서 결정되는 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연소의 상기 제한이 상기 연소에 의해 전달되는 최대 파워의 제한인 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 연소실이 차량(100) 내 연소 엔진의 연소실이고, 상기 연소의 상기 제한은 상기 연소 엔진의 최대 파워가 제한되도록 수행되거나 및/또는 상기 차량의 최대 속도가 제1 차량 속도로 제한되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    - 상기 제2 평가에 의해서도 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 불충분한 환원이 지시된 후에 제1 기간이 경과한 때에만 상기 연소에 의해 발생된 상기 워크가 제한되는 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기간이 적어도 1시간인 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 물질이 적어도 질소산화물(NOx)인 것을 특징으로 하는 워크 제한 방법.
  17. 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터로 판독 가능한 매체로, 상기 프로그램 코드가 컴퓨터 내에서 실행될 때, 상기 컴퓨터가 제1항에 따른 방법을 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
  18. 삭제
  19. 연소실(101)에서 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 시스템으로, 상기 연소에 의해 발생되는 적어도 하나의 물질(NOx)을 환원하기 위해 후처리 시스템(130)이 배치되어 있고, 상기 연소에 의해 발생되는 배기가스 스트림에 첨가제를 공급함으로써 상기 적어도 하나의 물질(NOx)을 환원하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 오작동이 있을 때에 상기 연소에 의해 발생되는 워크가 제한되는, 워크 제한 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
    - 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 제1 평가를 수행하되, 상기 제1 평가는 상기 첨가제와 관련된 적어도 하나의 물성을 평가하도록 배치되어 있는 품질 센서(211)를 사용하여 첨가제를 평가하고,
    - 상기 제1 평가가 오작동을 지시할 때, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련된 제2 평가를 수행하되, 상기 제2 평가는 적어도 하나의 제2 센서(208)를 사용하여 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원을 추정하고, 및 상기 추정된 환원이 제1 환원 미만일 때, 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원에 관한 오작동이 지시되며, 및
    - 상기 제2 평가에 의해서도 상기 적어도 하나의 물질(NOx)의 환원과 관련하여 오작동이 지시될 때에만 상기 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 수단을 특징으로 하는 워크 제한 시스템.
  20. 차량으로, 제19항에 따른 워크 제한 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
KR1020187013867A 2015-10-28 2016-10-27 연소 엔진에 의해 생산되는 워크를 한정하는 방법 KR102146513B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1551385A SE541255C2 (en) 2015-10-28 2015-10-28 Method and system for diagnosing an aftertreatment system
SE1551385-6 2015-10-28
PCT/SE2016/051046 WO2017074251A1 (en) 2015-10-28 2016-10-27 Method for restricting work produced by a combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180071308A KR20180071308A (ko) 2018-06-27
KR102146513B1 true KR102146513B1 (ko) 2020-08-21

Family

ID=57190817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187013867A KR102146513B1 (ko) 2015-10-28 2016-10-27 연소 엔진에 의해 생산되는 워크를 한정하는 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10711679B2 (ko)
EP (1) EP3368757B1 (ko)
KR (1) KR102146513B1 (ko)
CN (1) CN108138639B (ko)
BR (1) BR112018006325B1 (ko)
SE (1) SE541255C2 (ko)
WO (1) WO2017074251A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147118A (ja) * 2003-10-22 2005-06-09 Nissan Diesel Motor Co Ltd エンジンの排気浄化装置
JP2006009606A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Hino Motors Ltd 還元剤供給装置
JP2015001207A (ja) * 2013-06-17 2015-01-05 日野自動車株式会社 尿素水供給系の診断装置
DE112013002497T5 (de) * 2012-06-07 2015-01-29 Cummins, Inc. Verfahren zur Veranlassung einer Wartung eines SCR-Nachbehandlungssystems

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU6402100A (en) * 1999-06-09 2000-12-28 Clean Diesel Technologies, Inc. Methods and compositions for assuring reduction of NOx emissions from an engine by selective catalytic reduction
US6363771B1 (en) 1999-11-24 2002-04-02 Caterpillar Inc. Emissions diagnostic system
US8141346B2 (en) * 2007-01-31 2012-03-27 Ford Global Technologies, Llc System and method for monitoring reductant quality
US8116961B2 (en) 2009-06-03 2012-02-14 Ford Global Technologies, Llc Controlling of a vehicle responsive to reductant conditions
CN102278222A (zh) 2011-08-30 2011-12-14 潍柴动力股份有限公司 一种柴油机尾气后处理系统及方法
US20150096285A1 (en) * 2013-10-03 2015-04-09 Cummins Emission Solutions Inc. System, apparatus, and methods for performing a quality diagnostic of an aqueous urea solution

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147118A (ja) * 2003-10-22 2005-06-09 Nissan Diesel Motor Co Ltd エンジンの排気浄化装置
JP2006009606A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Hino Motors Ltd 還元剤供給装置
DE112013002497T5 (de) * 2012-06-07 2015-01-29 Cummins, Inc. Verfahren zur Veranlassung einer Wartung eines SCR-Nachbehandlungssystems
JP2015001207A (ja) * 2013-06-17 2015-01-05 日野自動車株式会社 尿素水供給系の診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017074251A1 (en) 2017-05-04
EP3368757A1 (en) 2018-09-05
EP3368757B1 (en) 2020-12-30
BR112018006325A2 (pt) 2018-10-16
SE1551385A1 (en) 2016-10-03
US20190055873A1 (en) 2019-02-21
EP3368757A4 (en) 2019-05-15
SE541255C2 (en) 2019-05-14
US10711679B2 (en) 2020-07-14
KR20180071308A (ko) 2018-06-27
CN108138639A (zh) 2018-06-08
BR112018006325B1 (pt) 2023-04-04
CN108138639B (zh) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102127483B1 (ko) 후처리 시스템 진단 방법 및 진단 시스템
EP3414434B1 (en) Method and system for diagnosing exhaust sensors
EP3485153B1 (en) Method and system for diagnosing an aftertreatment system
US10961891B2 (en) Method and system for diagnosing an aftertreatment component subjected to an exhaust gas stream
KR102146513B1 (ko) 연소 엔진에 의해 생산되는 워크를 한정하는 방법
EP3803076B1 (en) Method and system determining a reference value in regard of exhaust emissions
EP3368755B1 (en) Method and system for use when correcting supply of an additive to an exhaust gas stream
SE538597C2 (sv) Förfarande och system för att vid ett transportmedel diagnostisera en beskaffenhet hos ett tillsatsmedel för tillförsel till en avgasström

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right