KR102375062B1 - Method and device for sequential control of an exhaust gas control system - Google Patents

Method and device for sequential control of an exhaust gas control system Download PDF

Info

Publication number
KR102375062B1
KR102375062B1 KR1020170105684A KR20170105684A KR102375062B1 KR 102375062 B1 KR102375062 B1 KR 102375062B1 KR 1020170105684 A KR1020170105684 A KR 1020170105684A KR 20170105684 A KR20170105684 A KR 20170105684A KR 102375062 B1 KR102375062 B1 KR 102375062B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
temperature
catalytic converter
metering
scr catalytic
Prior art date
Application number
KR1020170105684A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180021653A (en
Inventor
안드레아스 펠트게스
다니엘 젤리히
자비네 뵘
지몬 랏첼
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
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 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20180021653A publication Critical patent/KR20180021653A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102375062B1 publication Critical patent/KR102375062B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433Pumps
    • F01N2610/144Control thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/10Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the vehicle or its components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1404Exhaust gas temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602Temperature of exhaust gas apparatus
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은, 특히, SCR 촉매 컨버터를 갖는 내연 기관의 배기가스 제어 시스템을 위한 계량공급 유닛을 위한 순차 제어의 최적화 방법 및 장치에 관한 것이다. 구간 데이터 및/또는 다른 부가 데이터로부터, 배기가스 제어 시스템의 상이한 위치에서 배기가스의 온도(i) 및/또는 배기가스 부품의 온도(j)가 사전 계산되며, 특히, 승압 또는 비워짐과 관련된 계량공급 유닛의 준비성이 최적화된다. 이로써, 배기가스 제어 시스템의 최적화 및 유해 물질 저감이 달성될 수 있다. 또한, 이러한 온도 예측의 포함을 통해, 순차 제어 시에 부품 부하의 감소가 달성될 수 있다. The present invention relates, inter alia, to a method and apparatus for optimizing sequential control for a metering supply unit for an exhaust gas control system of an internal combustion engine having an SCR catalytic converter. From the section data and/or other additional data, the temperature i of the exhaust gas and/or the temperature j of the exhaust gas components at different locations in the exhaust gas control system is pre-calculated, in particular metering in relation to the boosting or emptying. Unit readiness is optimized. Thereby, optimization of the exhaust gas control system and reduction of harmful substances can be achieved. In addition, through the inclusion of this temperature prediction, a reduction in component load in sequential control can be achieved.

Description

배기가스 제어 시스템의 순차 제어 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR SEQUENTIAL CONTROL OF AN EXHAUST GAS CONTROL SYSTEM}Sequential control method and device of exhaust gas control system {METHOD AND DEVICE FOR SEQUENTIAL CONTROL OF AN EXHAUST GAS CONTROL SYSTEM}

본 발명은 내연 기관의 배기가스 제어 시스템의 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법에 관한 것으로, 상기 내연 기관은 배기가스 채널 내에 적어도, 배기가스 제어 시스템의 구성 부품으로서, 배기가스 채널 내의 SCR 촉매 컨버터와, 계량공급 밸브를 갖는 계량공급 유닛과, 승압 시스템으로 구성된 SCR 시스템을 포함하며, 상기 방법에서는 질소 산화물 환원을 위해 계량공급 유닛을 통해 배기가스의 유동 방향으로 SCR 촉매 컨버터 상류에 환원제가 투입될 수 있으며, 제어 유닛을 이용하여 실제 온도 외에 차후의 시점들에 대한 온도 예측도 이용된다. The present invention relates to a method for sequentially controlling an exhaust gas aftertreatment component of an exhaust gas control system of an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is at least in an exhaust gas channel, as a component of an exhaust gas control system, an SCR catalytic converter in the exhaust gas channel and a metering supply unit having a metering supply valve, and an SCR system including a pressure boosting system, wherein the reducing agent is introduced upstream of the SCR catalytic converter in the flow direction of the exhaust gas through the metering supply unit for nitrogen oxide reduction In addition to the actual temperature using the control unit, temperature prediction for subsequent time points is also used.

또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 장치, 특히 엔진 제어 유닛 또는 제어 유닛에 관한 것이다. The invention also relates to an apparatus for carrying out the method, in particular to an engine control unit or control unit.

최근의 배기가스 제어 시스템에서는 배기가스 후처리를 최적화하기 위해 상태 예측이 이용되는 시스템이 이미 공지되어 있다. DE 10 2004 005072 A1호는, 엔진 제어 기능 및 특히 배기가스 후처리 기능 또는 배기가스 센서 기능을 최적화하기 위해, 예를 들어 내비게이션 시스템 또는 차량 원격 측정 데이터의 GPS 데이터 중에서 차량의 구간 데이터가 이용된다. 이는, 한편으로 유해 물질 저감의 관점에서, 또는 다른 한편으로 작동 준비성, 측정 정확도 또는 진단 기능의 관점에서, 연료 소비 및 첨가물 소비가 최대한 적고, 그리고/또는 구성 부품 보호(수명)가 가능한 최대이며, 그리고/또는 엔진 출력이 최대한 크거나 안락성이 가능한 최대일 때 실시된다. 여기에 언급한 것들은 명백히, 유해 물질 저감 효과를 엔진의 특수 작동을 통해 주기적으로 회복시켜야 하는 입자 필터 또는 NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 제어이다. 이를 위해, 엔진은, 배기가스 트레인 내의 온도, 배기가스 유량 및 혼합기 상태(O2 함량, CO 또는 HC와 같은 환원제 농도 등)와 관련한 적합한 조건이 특정 기간 동안 운전자의 가속 페달 요구 및 보조 요소들의 요청과 무관하게, 엔진 출력, 회전수 및 토크에 따라 설정되도록 작동되어야 한다. 이러한 재생 제어의 과제는 차량의 예상 주행 구간에 관한 정보의 이용하에, 바람직하게는 주행할 구간이 요구하는 엔진 작동점이 상기 재생의 필요 배기가스 상태에 있어서 유리하고 예상에 따라 충분히 오래 지속되는 경우에 상기 재생이 시작됨으로써, 최적화될 수 있다. In modern exhaust gas control systems, systems in which condition prediction is used to optimize exhaust gas aftertreatment are already known. DE 10 2004 005072 A1 states that for optimizing engine control functions and in particular exhaust gas aftertreatment functions or exhaust gas sensor functions, section data of a vehicle are used, for example in GPS data of a navigation system or vehicle telemetry data. This means that, on the one hand, in terms of reducing hazardous substances, or on the other hand, in terms of operational readiness, measurement accuracy or diagnostic functions, fuel consumption and additive consumption are as low as possible, and/or the maximum possible component protection (lifetime), and/or when the engine power is as high as possible or when the comfort is as high as possible. What is mentioned here is obviously the regenerative control of particulate filters or NOx storage catalytic converters, which must periodically restore the abatement effect of harmful substances through special operation of the engine. To this end, the engine must ensure that suitable conditions in relation to the temperature in the exhaust gas train, exhaust gas flow rate and mixture state (O 2 content, reducing agent concentration such as CO or HC, etc.), for a certain period of time, the driver's accelerator pedal demand and the request of the auxiliary elements Regardless, it should be operated to be set according to engine power, rpm and torque. The task of such regeneration control is that under the use of information about the expected driving section of the vehicle, preferably, the engine operating point required by the section to be driven is advantageous in the exhaust gas condition required for the regeneration and lasts long enough as expected. By starting the playback, it can be optimized.

또한, DE 10 2007 027182 A1호에 따라, 상기 목적으로 바람직하게는, 다른 차량, 예를 들어 전방 주행 차량의 주행 및 구간 데이터도 개입될 수 있는 점이 공지되어 있다. 이에 의해, 엔진 작동점의 예측의 정확도 또는 개연성이 증대될 수 있다. It is also known, according to DE 10 2007 027182 A1, that, for this purpose, preferably travel and section data of other vehicles, for example vehicles traveling ahead can also be intervened. Thereby, the accuracy or probability of prediction of the engine operating point may be increased.

또한, DE 10 2008 008566 A1호에 따라, 추가로 운전자별 특정 구간 및 주행 거동이 인식되어, 현재 주행 시 엔진 작동의 예측에 고려될 수 있도록 할당됨으로써, 예측의 개선이 가능하다. 또한, 이러한 운전자 고유의 데이터가 이용되고 운전자에게 대응 응답이 제공될 수 있다(DE 10 2008 041617 A1).In addition, according to DE 10 2008 008566 A1, a specific section and driving behavior for each driver are additionally recognized and assigned to be considered in the prediction of engine operation during current driving, so that prediction can be improved. In addition, this driver-specific data can be used and a corresponding response provided to the driver (DE 10 2008 041617 A1).

DE 10 2014 201304 A1호에는, 연소 엔진의 배기가스 시스템 내에서, 열용량을 가지며, 열을 배기가스와 교환하는 배기가스 시스템의 구성 부품의 상류에 놓인 위치에 대한 온도의 추정값을 결정하는 방법이 기술되어 있는데, 여기서는 미래의 시점에 대한 상기 위치의 온도 추정값이 결정되고, 이 추정값은 현재 시점에서 상기 위치에 대한 온도값과, 현재 시점으로부터 미래 시점까지의 시간 간격과, 배기가스의 특성과, 배기가스 유량과, 구성 부품의 특성의 함수로서 결정되며, 이들에 따라 상기 위치에서의 온도가 온도 및/또는 배기가스 유량의 변동에 반응하게 하는 지연이 좌우된다. 또한, 상기 공보에서는 온도에 대한 상기 추정값을 결정할 수 있는 제어 장치를 청구한다. 또한, DE 10 2014 201304 A1호는, 상기 방법을 이용하여 SCR 촉매 컨버터에서의 환원제 계량공급도 최적화될 수 있다고 기술하고 있다. DE 10 2014 201304 A1 describes a method for determining, in the exhaust gas system of a combustion engine, an estimate of the temperature for a location located upstream of a component of the exhaust gas system having a heat capacity and exchanging heat with the exhaust gas wherein an estimate of the temperature of the location for a future point in time is determined, and the estimated value includes the temperature value for the location at the current point in time, the time interval from the current point in time to the future time, the characteristics of the exhaust gas, and the exhaust It is determined as a function of the gas flow rate and the properties of the component parts, which dictate the delay by which the temperature at that location responds to fluctuations in temperature and/or exhaust gas flow rate. The publication also claims a control device capable of determining said estimate for temperature. DE 10 2014 201304 A1 also states that the metering of the reducing agent in the SCR catalytic converter can also be optimized using this method.

SCR 시스템의 순차 제어, 즉, 계량공급을 위해 필요한 승압의 릴리스, 및 필수적이지 않은 계량공급 준비 중에 주위 온도가 낮을 경우 시스템의 셧다운은 실질적으로, 배기가스 트레인 내에 장착된 온도 센서의 실제값을 기초로 한다. SCR 촉매 컨버터 상류의 온도가 화학 반응을 위해 필요한 온도에 근접하는 경우, 승압의 릴리스가 허용된다. 이에 의해, 화학 반응을 위해 필요한 온도의 도달 시 시스템의 계량공급 준비가 완료되는 점이 보장된다. SCR 촉매 컨버터 상류의 온도가 화학 반응을 위해 필요한 온도 아래로 하강하고, 그와 동시에 낮은 외부 온도로 인해 환원제가 시스템 내에서 동결될 수도 있는 위험이 존재하는 경우, 시스템이 비워진다. 그 이유는, 이송 모듈과 압력 라인 사이의 연결 부분(커넥터)이다. 이송 모듈 및 압력 라인과는 달리, 상기 연결 부분은 가열될 수 없다. 또한, 상기 부분은 상대적으로 절연도가 낮아서, 연결 부분에서의 매체 동결 위험이 증가한다. 계량공급 모드 중에, 탱크로부터 이송된 가열된 환원제가 커넥터를 통해 흐름으로써 동결이 방지된다. The sequential control of the SCR system, i.e. the release of the boost pressure required for metering, and the shutdown of the system in case of low ambient temperature during non-essential metering preparation is substantially based on the actual value of the temperature sensor mounted in the exhaust gas train. do it with When the temperature upstream of the SCR catalytic converter approaches the temperature required for the chemical reaction, the release of the elevated pressure is allowed. This ensures that the metering readiness of the system is complete upon reaching the temperature required for the chemical reaction. If the temperature upstream of the SCR catalytic converter drops below the temperature required for the chemical reaction, at the same time there is a risk that the reducing agent may freeze in the system due to the low external temperature, the system is emptied. The reason is the connecting part (connector) between the transfer module and the pressure line. Unlike the transfer module and the pressure line, the connecting part cannot be heated. In addition, the portion has a relatively low degree of insulation, which increases the risk of freezing of the medium at the connection portion. During metering mode, the heated reducing agent transferred from the tank flows through the connector to prevent freezing.

그러나 온도가 화학 반응을 위해 필요한 온도 아래로 하강하는 경우, 계량공급이 더 이상 요구되지 않는다. 이로써, 환원제가 더 이상 커넥터를 통해 흐르지 않기 때문에, 동결 위험이 높아진다. 커넥터 내의 환원제가 동결되고 다시 계량공급 요구가 발생하는 경우, 그로 인해 발생하는 압력 라인의 차단에 의해 과압 에러가 발생할 수도 있다. 커넥터 내의 환원제가 동결되고, 시스템의 차단 이전에 주행 주기의 종료 시 계량공급 요구가 더 이상 발생하지 않는 경우, 압력 라인의 차단에 의해 시스템 비움이 더 이상 불가능할 수 있다. 이에 의해, 계량공급 모듈 내의 동결된 환원제에 의해 부품의 손상이 발생할 수도 있다. 또한, DNOX5.x로 알려진 승용차용 SCR 시스템의 실제 재생 시, 이송 모듈의 가열이 이송 및 재순환 펌프의 제어만을 통해 가능하다. 상기 펌프는 시스템이 비워진 경우에만 최대 출력으로 제어될 수 있다. 화학 반응을 위해 필요한 온도에 다시 도달할 경우 시스템은 다시 계량공급 준비가 되어야 하기 때문에, SCR 촉매 컨버터 상류에서의 온도가 상기 온도에 다시 근접하는 즉시, 시스템의 비움 또는 비워진 상태에서의 가열이 중단된다. However, when the temperature drops below the temperature required for the chemical reaction, metering is no longer required. This increases the risk of freezing, since the reducing agent no longer flows through the connector. If the reducing agent in the connector freezes and a metering request occurs again, an overpressure error may occur due to the resulting blockage of the pressure line. If the reducing agent in the connector freezes and the metering demand no longer occurs at the end of the driving cycle prior to shutting off the system, it may no longer be possible to empty the system by shutting off the pressure line. Thereby, damage to parts may occur due to the frozen reducing agent in the metering supply module. In addition, in the actual regeneration of the SCR system for passenger cars, known as DNOX5.x, heating of the transfer module is possible only through the control of the transfer and recirculation pumps. The pump can be controlled to full power only when the system is emptied. As soon as the temperature upstream of the SCR catalytic converter approaches this temperature again, emptying or heating of the system is stopped, since the system must be ready to meter again when the temperature required for the chemical reaction is reached again. .

DE 10 2004 061259 A1호에는 특히 내연 기관의 배기가스 흐름 내 질소 산화물의 환원을 위한 SCR 촉매 컨버터의 계량공급 장치에서 해동 검출을 위한 방법 및 장치가 공지되어 있으며, 여기서는 계량공급 장치를 이용하여 시약이 배기가스 흐름 내로 계량공급된다. 이 경우, 계량공급 장치가 적어도 하나의 해동 위상에서 가열되고, 적어도 하나의 해동 위상에 이어서 타당성 검증이 수행되며, 이를 토대로 계량공급 장치가 실제로 해동되었는지가 직접 확인된다. 이 경우, 공정 최적화를 위해 온도에 대한 추정값이 사용된다. 상기 온도 추정값은 물론 계량공급 장치 내 가열 요소의 온도와 관련된다. DE 10 2004 061259 A1 discloses a method and apparatus for the detection of thawing in a metering device of an SCR catalytic converter, in particular for the reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas stream of an internal combustion engine, wherein the reagent is dispensed using the metering device It is metered into the exhaust gas stream. In this case, the metering device is heated in at least one defrosting phase, and validation is performed following at least one defrosting phase, based on which it is directly checked whether the metering and feeding device has actually been defrosted. In this case, an estimate of the temperature is used for process optimization. Said temperature estimate is of course related to the temperature of the heating element in the metering device.

본 발명의 과제는, 한편으로 배기가스 제어 시스템의 특정 영역에서의 온도 예측의 개선을 달성하고, 다른 한편으로, 특히 계량공급 시스템 내 환원제의 동결 위험과 관련하여 연관된 문제점을 갖는 상술한 단점의 방지에 도움을 주는 SCR 시스템의 최적의 순차 제어를 제공하는 것이다. The object of the present invention is, on the one hand, to achieve an improvement in the temperature prediction in certain areas of the exhaust gas control system and, on the other hand, to avoid the above-mentioned disadvantages with associated problems, in particular with regard to the risk of freezing of the reducing agent in the metering system. It is to provide the optimal sequential control of the SCR system to help

또한, 본 발명의 과제는 상기 방법을 수행하기 위한 상응하는 장치를 제공하는 것이다. It is also an object of the invention to provide a corresponding apparatus for carrying out the method.

상기 방법과 관련된 과제는, 온도 예측 유닛을 이용하여 구간 데이터 및/또는 다른 부가 데이터가 평가되며, 배기가스 채널 내의 상이한 위치에서 배기가스의 온도(i) 및/또는 배기가스 채널 내에 장착된 배기가스 제어 시스템 부품들의 상이한 부품 온도(j)가 예측되며, 이러한 예측된 온도값이 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어, 특히 SCR 시스템의 순차 제어에 영향을 미침으로써, 해결된다. 교통 정보를 포함하는 구간 데이터의 산입 및 이동 데이터 통신 및/또는 예측을 위한 추가의 차량 센서 장치로부터의 추가 데이터의 산입은 종래 기술에 비해 온도 예측의 정확도를 향상시킨다. 다른 한편으로, 이러한 해결책은 특히 SCR 시스템의 최적화된 순차 제어에 적용하기 위한 온도 예측을 이용하는 방법을 규정한다. 예측을 통해 결정된 온도의 산입을 통해 부품의 불필요한 구동이 방지될 수 있으며, 이에 의해 그 부하가 감소하고 수명이 증가할 수 있다. A challenge with the method is that, using a temperature prediction unit, interval data and/or other additional data are evaluated, the temperature i of the exhaust gas at different locations in the exhaust gas channel and/or the exhaust gas mounted in the exhaust gas channel. Different component temperatures j of the control system components are predicted, and this predicted temperature value is solved by influencing the open-loop control or the closed-loop control of the exhaust gas aftertreatment component, in particular the sequential control of the SCR system. The inclusion of segment data including traffic information and inclusion of additional data from additional vehicle sensor devices for mobile data communication and/or prediction improves the accuracy of temperature prediction compared to the prior art. On the other hand, this solution prescribes a method of using temperature prediction for application in particular to the optimized sequential control of SCR systems. Inclusion of the temperature determined through prediction can prevent unnecessary operation of the component, thereby reducing the load and increasing the lifespan.

향후의 주행 구간을 기초로 한, 촉매 컨버터 및 센서와 같은 배기가스 시스템 부품 및 배기가스 온도의 예측을 통해, 소정의 개연성을 갖는 상기 부품의 열적 상태에 대한 정보가 차후의 엔진 작동을 위해서도 엔진 제어부에 제공된다. 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어의 최적화를 위한 이러한 정보의 사용은 가급적 최소의 연료 소비에서 유해 물질 배출 저감의 개선, 진단 프로세스의 최적화 및 부품 수명의 최대화를 유도한다. Through prediction of exhaust gas temperature and exhaust gas system components such as catalytic converters and sensors based on the future driving section, information on the thermal state of the components with a predetermined probability is provided to the engine control unit for subsequent engine operation. is provided on The use of this information for optimization of open-loop control and/or closed-loop control of exhaust gas aftertreatment components leads to improvements in the reduction of hazardous substances emissions, optimization of diagnostic processes and maximization of component lifespan, with as little fuel consumption as possible.

한 바람직한 방법 변형예에서와 같이, SCR 시스템의 계량공급 유닛의 계량공급 준비가 예측된 온도값의 영향을 받을 경우, 특히 순차 제어가 배기가스 및 배기가스 시스템 부품의 예측된 온도를 이용하여 효율적으로 구성될 수 있다. As in one preferred method variant, if the metering preparation of the metering unit of the SCR system is influenced by a predicted temperature value, in particular the sequential control can be efficiently carried out using the predicted temperature of the exhaust gas and of the exhaust gas system components. can be configured.

특히 바람직한 방법 변형예에서, 계량공급 유닛의 승압 시스템을 이용한 승압의 시점이 하나 이상의 예측된 온도값에 의해 영향을 받는 구성이 제공된다. 이로써, 예를 들어, 화학 반응을 위해 필요한 SCR 촉매 컨버터 상류의 배기가스 온도 또는 SCR 촉매 컨버터의 온도에 도달되지 않는 주행 주기에서 불필요한 승압이 방지될 수 있다. In a particularly preferred variant of the method, a configuration is provided wherein the timing of the boosting with the boosting system of the metering unit is influenced by one or more predicted temperature values. In this way, unnecessary boosting of the pressure can be avoided, for example, in the driving cycle in which the temperature of the SCR catalytic converter or the exhaust gas temperature upstream of the SCR catalytic converter required for the chemical reaction is not reached.

이는, SCR 촉매 컨버터 상류에서 예측된 배기가스 온도에 의해 또는 SCR 촉매 컨버터 또는 그 부품의 예측된 온도를 토대로, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도에 도달될 수 있는지가 결정되는 경우에 달성될 수 있고, 승압은, 적용 가능한 시간 간격(T1) 이내에 화학적으로 필요한 온도에 도달될 수 있는 경우에 비로소 시작된다. 따라서, 승압은 실제로 필요한 시점에 비로소 시작된다. It is determined whether the chemically necessary temperature for optimal conversion of nitrogen oxides into harmless substances can be reached by the predicted exhaust gas temperature upstream of the SCR catalytic converter or based on the predicted temperature of the SCR catalytic converter or its parts. can be achieved if determined, and the boosting of the pressure is started only if the chemically required temperature can be reached within the applicable time interval T1. Therefore, the boosting is started only when it is actually needed.

마찬가지로 다른 바람직한 방법 변형예에서, SCR 시스템의 순차 제어에서, 계량공급 유닛의 계량공급 준비의 취소 시, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도를 하회하는 즉시, SCR 촉매 컨버터 상류에서 예측된 배기가스 온도를 토대로 또는 SCR 촉매 컨버터 또는 그 부품의 예측된 온도를 토대로, 적용 가능한 시간 간격(T2) 이내에 화학적으로 필요한 온도에 다시 도달될 수 있는지가 판단되는 구성이 제공된다. 이러한 평가를 통해, 시스템을 비우는 것이 유의미하고 필요한지, 아니면 오히려 계량공급 준비가 유지되는 것이 바람직한지가 판별될 수 있다. In likewise another preferred method variant, in the sequential control of the SCR system, upon cancellation of the metering preparation of the metering unit, as soon as the temperature falls below the chemically necessary temperature for optimal conversion of nitrogen oxides into harmless substances, the SCR catalytic converter A configuration is provided in which it is determined whether the chemically required temperature can be reached again within the applicable time interval T2, either on the basis of the upstream predicted exhaust gas temperature or on the basis of the predicted temperature of the SCR catalytic converter or its parts. Through this evaluation, it can be determined whether emptying the system is significant and necessary, or rather it is desirable to maintain metering readiness.

한 방법 변형예에서, 시간 간격(T2) 초과과 예측되면, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도에 다시 도달되기 전에, 승압 시스템이 비워지고, 가열을 통해 상당한 에너지가 투입되며, 압력이 다시 상승하는 구성이 제공된다. 이로써, 예측을 통해 화학적으로 필요한 온도에 오랜 시간 동안 도달되지 않을 것이라는 점이 인식될 수 있을 때, 가열을 위해 이미 조기에 시스템의 셧다운이 실행될 수 있다. 이는, 특히 주위 온도가 낮을 때 불필요한 계량공급 준비 중에 바람직한데, 그 이유는 가열 모드에 있는 시간이 증가할 수 있기 때문이다. 이에 의해, 시스템으로의 에너지 투입이 증가하고 커넥터 내 환원제의 동결 위험이 감소한다. In one method variant, if the time interval T2 is exceeded and expected, the booster system is evacuated and considerable energy is injected through heating before the temperature required chemically for optimal conversion of nitrogen oxides into harmless substances is again reached. and a configuration in which the pressure rises again is provided. In this way, an early shutdown of the system can be carried out for heating, when it can be recognized by prediction that the chemically required temperature will not be reached for a long time. This is advantageous during unnecessary metering preparation, especially when the ambient temperature is low, since the time in the heating mode can be increased. Thereby, the energy input into the system is increased and the risk of freezing of the reducing agent in the connector is reduced.

대안적으로, 시간 간격(T2)의 미달이 예측되면, 승압 시스템의 비움 과정이 생략된다. 이로써, 예를 들어 상기 온도가 잠시 동안만 하회하는 경우 가열을 위한 시스템의 비경제적인 비움 과정이 방지될 수 있다. 이러한 경우, 상기 짧은 시간 동안 상당량의 에너지 투입은 수행될 수 없을 것이다. Alternatively, if the shortfall of the time interval T2 is predicted, the emptying process of the booster system is omitted. In this way, an uneconomical emptying of the system for heating can be avoided, for example if the temperature is only briefly below. In this case, a significant amount of energy input during the short period of time will not be able to be carried out.

이러한 조치는, 부품 부하 감소 및 수명 연장을 유도한다. 동시에, SCR 부품의 불필요한 구동의 방지를 통해 SCR 시스템의 출력 소모가 감소하며, 이는 다시 연료 소비뿐만 아니라, 환원제 소비량 및 차량의 CO2 배출량에도 긍정적인 작용을 한다. 또한, 시스템 가용성이 개선될 수 있는데, 그 이유는 화학 반응을 위해 필요한 온도에 도달하는 시점을 알 수 있어, 승압 시작이 최적화될 수 있기 때문이다. 가열을 위한 시스템의 조기 셧다운을 통해, 가열 모드의 효과가 증대될 수 있는데, 그 이유는 가열 모드 지속 시간이 연장되기 때문이다. 따라서, 전술한 변형예를 갖는 방법의 바람직한 사용은, 승압 시스템에서 이송 및 재순환 펌프뿐만 아니라, 이송 모듈과 압력 라인 사이의 가열 불가능한 연결 요소를 구비한 계량공급 시스템의 순차 제어의 최적화의 용도를 포함하며, 상기 계량공급 시스템을 이용하여 질소 산화물의 환원을 위해 요소 수용액이 계량공급 밸브에 의해 배기가스 채널 내로 분사될 수 있다. 서두에 설명한 바와 같이 이러한 시스템의 단점은 상술된 방법 변형예에 의해 상당히 감소하거나 심지어 제거될 수 있다. These measures lead to reduced component load and longer life. At the same time, the power consumption of the SCR system is reduced by preventing unnecessary driving of the SCR components, which in turn has a positive effect on fuel consumption as well as reducing agent consumption and CO 2 emission of the vehicle. In addition, system availability can be improved, since the point at which the required temperature for the chemical reaction is reached can be known, so that the initiation of the pressure boost can be optimized. By means of an early shutdown of the system for heating, the effectiveness of the heating mode can be increased, since the duration of the heating mode is prolonged. Accordingly, preferred uses of the method with the variant described above include the use of optimizing transfer and recirculation pumps in boosting systems, as well as sequential control of metering supply systems with non-heatable connection elements between the transfer module and the pressure line. And, the urea aqueous solution may be injected into the exhaust gas channel by the metering supply valve for the reduction of nitrogen oxides using the metering supply system. As explained at the outset, the disadvantages of such a system can be significantly reduced or even eliminated by the method variants described above.

장치와 관련된 과제는, 제어 유닛이 온도 예측 유닛을 포함하고, 이 온도 예측 유닛을 이용하여, 구간 데이터 및/또는 다른 부가 데이터가 평가될 수 있으며, 그럼으로써 배기가스 채널 내의 상이한 위치들에서 배기가스의 온도(i) 및/또는 배기가스 채널 내에 장착된 배기가스 제어 시스템 부품들의 상이한 부품 온도(j)가 예측될 수 있으며, 예측된 온도값을 이용하여 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어, 특히 SCR 시스템의 순차 제어에 영향을 미칠 수 있고 상술된 방법 변형예들에 따른 방법의 실행을 가능케 하는 추가 계산 유닛 및 비교 유닛을 포함함으로써, 해결된다. 상기 온도 예측 유닛의 기능 및 순차 제어는 적어도 부분적으로 소프트웨어 기반으로 구성될 수 있다. 이 경우, 제어 유닛은 계량공급 유닛 전용의 제어 유닛의 구성 부분이며, 상위의 엔진 제어 유닛의 통합 구성 부분으로서 또는 별도의 유닛으로서 구현될 수 있다. A problem with the device is that the control unit comprises a temperature prediction unit, with which interval data and/or other additional data can be evaluated, whereby exhaust gases at different locations in the exhaust gas channel can be evaluated. The temperature (i) of and/or the different component temperatures (j) of exhaust gas control system components mounted in the exhaust gas channel can be predicted, using the predicted temperature values to control the exhaust gas aftertreatment components in open or closed loop This is solved by including an additional calculation unit and a comparison unit which can influence the control, in particular the sequential control of the SCR system, and which enables the execution of the method according to the method variants described above. The function and sequential control of the temperature prediction unit may be configured, at least in part, based on software. In this case, the control unit is a constituent part of the control unit dedicated to the metering supply unit, and may be implemented as an integrated constituent part of an upper engine control unit or as a separate unit.

본 발명이 이하 도면에 도시된 실시예를 참조로 상세히 설명된다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is explained in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있도록 하는 배기가스 제어 시스템을 갖는 내연 기관의 개략도이다.
도 2는 제안된 온도 예측의 기본 원리를 설명하는 개략도이다.
도 3은 승압을 위한 순차 제어와 관련한 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 가열 모드를 위한 시스템의 셧다운을 위한 순차 제어와 관련한 온도 변화의 또 다른 그래프이다.
1 is a schematic diagram of an internal combustion engine with an exhaust gas control system in which the method according to the invention can be applied;
2 is a schematic diagram illustrating the basic principle of the proposed temperature prediction.
3 is a graph showing a temperature change related to sequential control for a voltage increase.
4 is another graph of the temperature change in relation to the sequential control for shutdown of the system for the heating mode.

도 1은 엔진 블록(10) 및 배기가스 채널(20)로 구성된 내연 기관(1)의 개략도이며, 상기 배기가스 채널 내에는 배기가스의 유동 방향으로 엔진 블록(10) 하류에 대역폭 람다 프로브로서 구현된 배기가스 프로브(30)와, 그 후방에 촉매 컨버터(40)가 배치되어 있다. 람다 프로브(30)는 람다 제어를 가능케 하며, 촉매 컨버터의 저장 용량의 진단을 위한 밸런싱을 위해 이용된다. 촉매 컨버터(40) 하류에는 다른 배기가스 프로브(60), 예를 들어 2점 람다 프로브가 배치되는데, 이는 촉매 컨버터(40)의 촉매 컨버터 진단을 위한 주 제어 및 브레이크 스루(breakthrough) 인식을 위해 이용된다. 도시된 예에서 배기가스 채널(20) 내에 제1 촉매 컨버터(40)의 하류에 질소 산화물 환원을 위한 SCR 촉매 컨버터(70)가 제공된다. 다른 배기가스 프로브(80)는 배기가스 제어 시스템의 출력부에서의 배기가스 값을 모니터링하는 데 이용된다. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine 1 consisting of an engine block 10 and an exhaust gas channel 20, in which exhaust gas channel is implemented as a bandwidth lambda probe downstream of the engine block 10 in the flow direction of the exhaust gas The exhaust gas probe 30 and the catalytic converter 40 are disposed behind it. The lambda probe 30 enables lambda control and is used for balancing for diagnosis of the storage capacity of the catalytic converter. Downstream of the catalytic converter 40 is another exhaust gas probe 60 , for example a two-point lambda probe, which is used for the main control for catalytic converter diagnosis of the catalytic converter 40 and for breakthrough recognition. do. In the example shown, an SCR catalytic converter 70 for nitrogen oxide reduction is provided downstream of the first catalytic converter 40 in the exhaust gas channel 20 . Another exhaust gas probe 80 is used to monitor the exhaust gas value at the output of the exhaust gas control system.

배기가스 프로브(30, 60, 80)는 제어 유닛(90)과 연결되며, 이 제어 유닛에서는 통상, 한편으로는 람다 제어가 구현되고 다른 한편으로는 배기가스 제어 시스템의 기능성의 모니터링과 관련한 진단 방법이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는 엔진 제어 유닛으로서 설계될 수 있다.The exhaust gas probes 30 , 60 , 80 are connected to a control unit 90 , in which normally a lambda control is implemented on the one hand and a diagnostic method relating to the monitoring of the functionality of the exhaust gas control system on the other hand. It can be designed as an engine control unit implemented in hardware or software.

또한, 질소 산화물 환원을 위해 계량공급 유닛(50)이 제공되며, 이 계량공급 유닛에 의해, 계량공급 밸브(51) 및 승압 시스템(52)을 이용하여, 환원제가 저장 용기 탱크(53)로부터 SCR 촉매 컨버터(70) 상류에서 배기가스 채널(20) 내로 분사될 수 있다. 환원제로는 예를 들어 AdBlue®의 명칭으로 시중에 알려져 있는 요소 수용액이 사용된다.In addition, a metering supply unit 50 is provided for nitrogen oxide reduction, by means of which, using the metering supply valve 51 and the pressure boosting system 52 , the reducing agent is supplied from the storage vessel tank 53 to SCR. It may be injected into the exhaust gas channel 20 upstream of the catalytic converter 70 . As the reducing agent, for example, an aqueous urea solution known on the market under the name AdBlue ® is used.

본 발명에 따르면, 배기가스 채널 내의 상이한 위치에서 배기가스 온도(94.1 … 94.3) 및/또는 부품 온도(95.1 … 95.3)가 예측된다. 본 발명의 추가 설명을 위해, 예를 들어 특히 SCR 촉매 컨버터(70) 상류의 온도(예를 들어 위치(2)(94.2)에서 배기가스 온도) 및/또는 SCR 촉매 컨버터(70)의 부품 온도(3)(95.3)가 주목된다.According to the invention, exhaust gas temperatures 94.1 ... 94.3 and/or component temperatures 95.1 ... 95.3 at different locations in the exhaust gas channel are predicted. For further explanation of the invention, for example, in particular the temperature upstream of the SCR catalytic converter 70 (eg the exhaust gas temperature at position (2) 94.2) and/or the component temperature of the SCR catalytic converter 70 ( 3)(95.3) is noted.

제안된 온도 예측의 기본 원리가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 실질적인 구간 데이터(92)로부터, 그러나 서두에 언급한 바와 같이 차량 및 엔진의 작동점 예측을 개선하기 위한 다른 부가 데이터(93)로부터도, 온도 예측 유닛(91) 내에서 상이한 위치에서의 배기가스 온도(i)(94.1...94.3) 및/또는 부품 온도(j)(95.1...95.3)가 사전 계산된다. 온도 예측 유닛(91)은 제어 유닛(90)의 구성 요소로서 구현된다.The basic principle of the proposed temperature prediction is schematically illustrated in FIG. 2 . Exhaust gas temperature at different locations within the temperature prediction unit 91 also from the substantive interval data 92 , but also from other additional data 93 for improving the prediction of the operating point of the vehicle and engine, as mentioned at the outset. (i)(94.1...94.3) and/or component temperature (j)(95.1...95.3) are pre-calculated. The temperature prediction unit 91 is implemented as a component of the control unit 90 .

도 3 및 도 4는 각각, 계량공급 유닛(50)을 위한 순차 제어와 관련하여 통상적인 온도 변화(103) 및 예측된 온도 변화(104)를 그래프(100)로 도시한 것이다. 여기에는, 각각 시간(102)의 함수로서 온도(101)가 도시되어 있다.3 and 4 respectively show the typical temperature change 103 and the predicted temperature change 104 with respect to the sequential control for the metering supply unit 50 as a graph 100. As shown in FIG. Here, temperature 101 is plotted as a function of time 102, respectively.

도 3은 승압을 위한 순차 제어와 관련하여 통상적인 온도 변화(103)(점선 곡선)와 현재의 기술 수준을 함께 도시한다. 3 shows a typical temperature change 103 (dotted curve) and the current state of the art in relation to the sequential control for step-up.

SCR 촉매 컨버터(70) 상류의 온도가 적용 가능한 온도 임계값(105)에 도달하는 즉시, 승압이 시작된다(시점 "승압 시작"(107)). 상기 온도 임계값(105)은 통상, 화학 반응을 위해 필요한 온도(화학적으로 필요한 온도(106))에 도달하기 전에, 최대로 가능한 온도 구배에서 승압이 종결되도록 선택된다. 이에 의해, 종래 온도 변화(103)가 표시된 바와 같이, 화학적으로 필요한 온도(106)가 주행 주기 내에 전혀 도달되지 않을 경우에도 승압이 수행될 수 있는데, 그 이유는 주행 주기가 종료되었거나 차단되었기 때문이다(시점 "주행 주기 종료"(108)).As soon as the temperature upstream of the SCR catalytic converter 70 reaches the applicable temperature threshold 105 , the boosting is started (time “start boosting” 107 ). The temperature threshold 105 is usually selected such that the pressure rise is terminated at the maximum possible temperature gradient before the temperature required for the chemical reaction (chemically required temperature 106) is reached. Thereby, as indicated by the conventional temperature change 103, the pressure increase can be performed even when the chemically required temperature 106 is not reached at all within the driving cycle, because the driving cycle has ended or has been blocked. (Point "End of Drive Cycle" (108)).

도 3의 예측된 온도 변화(104)(실선 곡선)는, 본 발명에 의해 제안된 예측을 통해 예측된 온도 변화를 기초로 하는 승압의 시작을 도시한다. 이 경우, 예측을 통해, 적용 가능한 시간 간격(T1)(111) 이내에 화학적으로 필요한 온도(화학적으로 필요한 온도(106))의 도달이 예측되는 즉시(시점 "화학적으로 필요한 온도의 예측된 도달(110)"), 승압이 시작된다(시점 "예측에 기반한 승압 시작"(109)). 이에 의해, 승압이 실제로 필요한 시점에 비로소 시작된다. The predicted temperature change 104 (solid curve) in Fig. 3 shows the onset of the pressure increase based on the predicted temperature change through the prediction proposed by the present invention. In this case, through the prediction, as soon as the arrival of the chemically required temperature (the chemically required temperature 106) is predicted within the applicable time interval T1 (111) (the time point “the predicted arrival of the chemically required temperature 110 ) )"), the boosting is started (time point "Start boosting based on prediction" 109). Thereby, it starts only at the point in time when a voltage increase is actually needed.

도 4는 한편으로 가열 모드를 위한 시스템의 셧다운을 위한 순차 제어에 대한 현재의 기술 수준을 도시한다. 따라서, 종래의 온도 변화(103)(점선 곡선)는, SCR 촉매 컨버터 상류의 온도가 시스템 내의 승압을 위해 설정된 온도 임계값(105) 미만의 적용 가능한 온도 임계값(112)을 하회하는 즉시, 시스템이 비워진다(시점 "시스템의 셧다운"(113)). 그러나 이는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 임계값의 일시적인 하회 시, 가열 모드에 의해 상당한 열량이 시스템 내로 투입될 수 없을 정도로, 승압의 재시작(시점 "승압 시작"(107))시까지의 시간이 짧더라도, 시스템이 셧다운되도록 할 수 있다. 4 shows, on the one hand, the current state of the art for sequential control for shutdown of the system for the heating mode. Thus, the conventional temperature change 103 (dotted curve) is a system as soon as the temperature upstream of the SCR catalytic converter is below the applicable temperature threshold 112 below the temperature threshold 105 set for boosting in the system. is emptied (time "shutdown of the system" 113). However, as shown in FIG. 4 , this is the time until the restart of the boosting (time “start of boosting” 107) to such an extent that, upon a temporary fall below the threshold, a significant amount of heat cannot be injected into the system by the heating mode. Even this brief can cause the system to shut down.

도 4의 예측된 온도 변화(104)는 예측을 통해 예측된 온도 변화의 이용을 통한 가능한 개선을 도시한다. SCR 촉매 컨버터(70) 상류의 온도(예를 들어 위치(2)(94.2)에서 예측된 배기가스 온도, 도 1 참조)가 화학적으로 필요한 온도(106)를 하회하고, 그로 인해, 계량공급 준비에 대한 필요성이 더 이상 없는 경우, 본 발명이 제안한 바와 같이, 상기 온도에 도달 시까지 적용 가능한 시간 간격(T2)(115)의 평가가 수행될 수 있다(평가 시점(114)). 이는, 시스템을 비우고, 가열 모드를 통해 상당한 열량을 시스템 내로 투입하며, 화학적으로 필요한 온도(106)에 다시 도달하기 전에 압력을 다시 상승시키기에 시간이 충분할 경우에 수행될 수 있다. 시간이 충분하지 않을 경우, 상기 과정은 중단될 수 있다. Predicted temperature change 104 of FIG. 4 illustrates a possible improvement through the use of predicted temperature change through prediction. The temperature upstream of the SCR catalytic converter 70 (eg the predicted exhaust gas temperature at position 2 94.2, see FIG. 1 ) is below the chemically required temperature 106 , and, therefore, is in preparation for metering. When there is no longer a need for this, an evaluation of the applicable time interval T2 115 may be performed until the temperature is reached (evaluation time 114), as suggested by the present invention. This can be done if there is sufficient time to empty the system, inject a significant amount of heat into the system through the heating mode, and raise the pressure again before reaching the chemically required temperature 106 again. If there is not enough time, the process can be stopped.

Claims (9)

내연 기관(1)의 배기가스 제어 시스템의 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법이며, 상기 내연 기관은 배기가스 채널(20) 내에 적어도, 배기가스 제어 시스템의 구성 부품으로서, 배기가스 채널(20) 내의 SCR 촉매 컨버터(70)와, 계량공급 밸브(51) 및 승압 시스템(52)을 구비한 계량공급 유닛(50)으로 구성된 SCR 시스템을 포함하고, 질소 산화물 환원을 위해, 계량공급 유닛(50)을 통해 배기가스의 유동 방향으로 SCR 촉매 컨버터(70) 상류에 환원제가 투입될 수 있으며, 제어 유닛(90)을 이용하여 실제 온도에 외에 차후의 시점들에 대한 온도 예측이 이용되는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법에 있어서,
온도 예측 유닛(91)을 이용하여 구간 데이터(92) 및 다른 부가 데이터(93) 중 적어도 하나의 데이터가 평가되고, 그럼으로써 배기가스 채널(20) 내의 상이한 위치들에서 배기가스의 온도(i)(94.1...94.3) 및 배기가스 채널(20) 내에 장착된 배기가스 제어 시스템의 상이한 부품 온도(j)(95.1...95.3) 중 적어도 하나의 온도가 예측되며, 이러한 예측된 온도값이 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어에 영향을 미치고,
계량공급 유닛(50)의 계량공급 준비의 취소 시, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도(106)를 하회하는 즉시, SCR 촉매 컨버터(70) 상류에서 예측된 배기가스 온도 또는 SCR 촉매 컨버터(70) 또는 SCR 촉매 컨버터(70)의 부품의 예측된 온도를 토대로, 적용 가능한 시간 간격(T2)(115) 이내에 화학적으로 필요한 온도(106)에 다시 도달될 수 있는지가 판단되고,
시간 간격(T2)(115)의 초과가 예측되면, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도(106)에 다시 도달되기 전에, 승압 시스템(52)이 비워지고, 가열을 통해 에너지가 투입되며, 압력이 다시 형성되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
A method for sequentially controlling an exhaust gas aftertreatment component of an exhaust gas control system of an internal combustion engine (1), wherein the internal combustion engine is at least in an exhaust gas channel (20), as a component of the exhaust gas control system, an exhaust gas channel (20) an SCR system comprising an SCR catalytic converter (70) in the inside, a metering supply unit (50) having a metering supply valve (51) and a boosting system (52), and for nitrogen oxide reduction, a metering supply unit (50) After the exhaust gas, a reducing agent can be introduced upstream of the SCR catalytic converter 70 in the flow direction of the exhaust gas through A method for sequential control of processed parts, the method comprising:
At least one of the interval data 92 and other additional data 93 is evaluated using the temperature prediction unit 91 , whereby the temperature i of the exhaust gas at different positions in the exhaust gas channel 20 . (94.1...94.3) and at least one temperature j (95.1...95.3) of different parts of the exhaust gas control system mounted in the exhaust gas channel 20 are predicted, these predicted temperature values being Affect the open-loop control or closed-loop control of exhaust gas after-treatment components;
Upon cancellation of the metering preparation of the metering unit 50, the predicted exhaust gas upstream of the SCR catalytic converter 70 as soon as the temperature 106 is below the chemically required temperature 106 for optimal conversion of nitrogen oxides into harmless substances. Based on the temperature or the predicted temperature of the SCR catalytic converter 70 or parts of the SCR catalytic converter 70, it is determined whether the chemically required temperature 106 can be reached again within the applicable time interval T2 115 become,
If the time interval T2 (115) is expected to be exceeded, then the boosting system (52) is evacuated and heated before reaching the chemically necessary temperature (106) again for optimal conversion of nitrogen oxides to harmless substances. A method for sequentially controlling exhaust gas after-treatment parts, characterized in that energy is input through and pressure is re-established.
제1항에 있어서, SCR 시스템의 계량공급 유닛(50)의 계량공급 준비성은 예측된 온도에 의해 영향을 받는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법. Method according to claim 1, characterized in that the metering readiness of the metering unit (50) of the SCR system is influenced by the predicted temperature. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계량공급 유닛(50)의 승압 시스템(51)을 이용한 승압의 시점이, 하나 이상의 예측된 온도값에 의해 영향을 받는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.The exhaust gas aftertreatment component according to claim 1 or 2, characterized in that the timing of the pressure increase with the pressure boosting system (51) of the metering supply unit (50) is influenced by one or more predicted temperature values. of the sequential control method. 제1항 또는 제2항에 있어서, SCR 촉매 컨버터(70) 상류에서 예측된 배기가스 온도 또는 SCR 촉매 컨버터(70) 또는 SCR 촉매 컨버터(70)의 부품의 예측된 온도를 토대로, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도(106)에 도달될 수 있는지가 결정되며, 승압은, 적용 가능한 시간 간격(T1)(111) 이내에 화학적으로 필요한 온도(106)에 도달될 수 있는 경우에 비로소 시작되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.3. The conversion to harmless substances according to claim 1 or 2, based on the predicted exhaust gas temperature upstream of the SCR catalytic converter (70) or the predicted temperature of the SCR catalytic converter (70) or parts of the SCR catalytic converter (70). It is determined whether the chemically required temperature 106 can be reached for optimal conversion of nitrogen oxides, and the elevated pressure is such that the chemically required temperature 106 can be reached within the applicable time interval T1 111 . Sequential control method of exhaust gas after-treatment parts, characterized in that it starts only when 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 시간 간격(T2)(115)의 미달이 예측되면, 승압 시스템(52)이 비워지지 않는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.Method according to claim 1 , characterized in that the boosting system ( 52 ) is not emptied if a failure of the time interval ( T2 ) ( 115 ) is predicted. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 승압 시스템(52)에서 이송 및 재순환 펌프뿐만 아니라, 이송 모듈과 압력 라인 사이의 가열 불가능한 연결 요소를 구비한 계량공급 시스템의 순차 제어를 최적화하는 데 사용되며, 상기 계량 공급 시스템을 이용하여 질소 산화물의 환원을 위해 요소 수용액이 계량공급 밸브(51)에 의해 배기가스 채널(20) 내로 분사될 수 있는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the method is used for optimizing the sequential control of the conveying and recirculation pumps in the boosting system (52) as well as the metering supply system with non-heatable connection elements between the conveying module and the pressure line. A method for sequential control of exhaust gas after-treatment parts used, wherein an aqueous urea solution can be injected into the exhaust gas channel (20) by a metering supply valve (51) for reduction of nitrogen oxides using the metering supply system. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하기 위한 내연 기관(1)의 배기가스 제어 시스템의 배기가스 후처리 부품의 순차 제어를 위한 장치이며, 상기 내연 기관은 배기가스 채널(20) 내에 하나 이상의 SCR 촉매 컨버터(70) 및 배기가스 제어 시스템, 그리고 계량공급 밸브(51) 및 승압 시스템(52)을 구비한 하나 이상의 계량공급 유닛(50)을 포함하며, 상기 장치에서는 질소 산화물 환원을 위해, 계량공급 유닛(50)을 통해 배기가스의 유동 방향으로 SCR 촉매 컨버터(70) 상류에 환원제가 투입될 수 있으며, 배기가스 제어 시스템은, 적어도 계량공급 유닛(50) 및 SCR 촉매 컨버터(70)로 이루어진 SCR 시스템의 순차 제어의 기능이 구현되고, 온도 센서를 이용하여 측정된 실제 온도 외에 차후의 시점들에 대한 온도 예측도 처리될 수 있는 제어 유닛(90)을 포함하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 장치에 있어서,
제어 유닛(90)이 온도 예측 유닛(91)을 포함하며, 이 온도 예측 유닛에 의해 구간 데이터(92) 및 다른 부가 데이터(93) 중 하나의 데이터가 평가될 수 있으며, 그럼으로써 배기가스 채널(20) 내의 상이한 위치들에서 배기가스의 온도(i)(94.1...94.3) 및 배기가스 채널(20) 내에 장착된 배기가스 제어 시스템 부품들의 상이한 부품 온도(j)(95.1...95.3) 중 적어도 하나의 온도가 예측될 수 있으며, 예측된 온도값을 이용하여 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어에 영향을 미칠 수 있는 추가 계산 유닛 및 비교 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 장치.
Device for sequential control of exhaust gas aftertreatment parts of an exhaust gas control system of an internal combustion engine (1) for carrying out a method according to claim 1 or 2, said internal combustion engine having one in an exhaust gas channel (20) at least one metering supply unit (50) having at least one SCR catalytic converter (70) and an exhaust gas control system, and a metering supply valve (51) and a boosting system (52), wherein the apparatus comprises: A reducing agent may be introduced upstream of the SCR catalytic converter 70 in the flow direction of the exhaust gas through the metering supply unit 50 , and the exhaust gas control system is configured to at least include the metering supply unit 50 and the SCR catalytic converter 70 . The function of sequential control of the SCR system is implemented, the exhaust gas after-treatment component comprising a control unit 90 that can also process temperature predictions for subsequent time points in addition to the actual temperature measured using the temperature sensor A sequential control device comprising:
The control unit 90 includes a temperature prediction unit 91 , by which the data of one of the interval data 92 and other additional data 93 can be evaluated, whereby the exhaust gas channel ( Temperature i (94.1...94.3) of the exhaust gas at different locations in 20) and temperature j (95.1...95.3) of different parts of the exhaust gas control system components mounted in the exhaust gas channel 20 characterized in that it comprises an additional calculation unit and a comparison unit, wherein the temperature of at least one of Sequential control of exhaust gas aftertreatment components.
KR1020170105684A 2016-08-22 2017-08-21 Method and device for sequential control of an exhaust gas control system KR102375062B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016215718.3A DE102016215718A1 (en) 2016-08-22 2016-08-22 Method and device for sequence control of an exhaust gas purification system
DE102016215718.3 2016-08-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180021653A KR20180021653A (en) 2018-03-05
KR102375062B1 true KR102375062B1 (en) 2022-03-17

Family

ID=61082560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170105684A KR102375062B1 (en) 2016-08-22 2017-08-21 Method and device for sequential control of an exhaust gas control system

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102375062B1 (en)
CN (1) CN107762595B (en)
DE (1) DE102016215718A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109268113B (en) * 2018-09-29 2019-12-10 潍柴动力股份有限公司 calibration method and device and urea supply injection system
DE102020210167B4 (en) 2020-08-11 2022-03-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for exhaust gas aftertreatment for an internal combustion engine with afterheating operation
CN112324539B (en) * 2020-11-18 2022-04-05 潍柴动力股份有限公司 Urea injection control method and urea injection control system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3979150B2 (en) 2002-04-01 2007-09-19 三菱ふそうトラック・バス株式会社 NOx purification device for internal combustion engine
JP5195277B2 (en) * 2008-10-24 2013-05-08 マツダ株式会社 Engine exhaust purification system
JP5259653B2 (en) 2010-07-23 2013-08-07 本田技研工業株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP2015025419A (en) 2013-07-26 2015-02-05 トヨタ自動車株式会社 Exhaust emission control device of internal combustion engine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3825206A1 (en) * 1988-07-25 1990-02-01 Degussa METHOD FOR CATALYTIC NICKELING OF EXHAUST GASES BY MEANS OF A REDUCING AGENT
DE102004005072B4 (en) 2004-02-02 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Method for regenerating an exhaust aftertreatment system
DE102004061259B4 (en) 2004-12-20 2016-12-15 Robert Bosch Gmbh Method and device for thaw detection in a reagent dosing device of an SCR catalytic converter, in particular an internal combustion engine
DE102007027182A1 (en) 2007-06-13 2008-12-18 Robert Bosch Gmbh Method for regenerating particle filter in exhaust system of internal combustion engine of vehicle, involves sending or receiving data in vehicle by using integrated communication unit of another vehicle
JP5173340B2 (en) * 2007-09-26 2013-04-03 三菱重工業株式会社 Exhaust gas purification system
JP4961336B2 (en) * 2007-12-20 2012-06-27 三菱ふそうトラック・バス株式会社 Engine exhaust purification system
DE102008008566B4 (en) 2008-02-08 2023-03-23 Robert Bosch Gmbh Process for regenerating an exhaust aftertreatment system
JP5155718B2 (en) * 2008-04-08 2013-03-06 日野自動車株式会社 Exhaust purification device
US8392091B2 (en) * 2008-08-22 2013-03-05 GM Global Technology Operations LLC Using GPS/map/traffic info to control performance of aftertreatment (AT) devices
DE102008041617A1 (en) 2008-08-27 2010-03-04 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Method for providing suggestion to driver of motor vehicle for optimized fuel utilization, involves outputting suggestion for optimized fuel utilization at explicit request of driver and/or at end and/or before beginning of driving
DE102009029409A1 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Robert Bosch Gmbh Method for heating a metering valve in an SCR system for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102010030860A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 Robert Bosch Gmbh Method for operating reducing agent dosing system for selective catalytic reduction catalyst-converter in exhaust line of combustion engine of motor car, involves actuating metering valve for dosing certain dosage amount into exhaust line
CN102230413B (en) * 2011-05-20 2013-06-12 潍柴动力股份有限公司 SCR (Selective Catalytic Reduction) control device, system and method thereof
DE102014201304A1 (en) 2014-01-24 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Method for operating a catalyst system provided for reducing the NOx of exhaust gases of an internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3979150B2 (en) 2002-04-01 2007-09-19 三菱ふそうトラック・バス株式会社 NOx purification device for internal combustion engine
JP5195277B2 (en) * 2008-10-24 2013-05-08 マツダ株式会社 Engine exhaust purification system
JP5259653B2 (en) 2010-07-23 2013-08-07 本田技研工業株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP2015025419A (en) 2013-07-26 2015-02-05 トヨタ自動車株式会社 Exhaust emission control device of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
CN107762595A (en) 2018-03-06
KR20180021653A (en) 2018-03-05
CN107762595B (en) 2022-03-01
DE102016215718A1 (en) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10138793B2 (en) Exhaust gas purification system and method for controlling the same
US8234854B2 (en) System and method for heating a reducing agent associated with a reducing agent distribution system
US8176730B2 (en) Exhaust gas purification device of internal combustion engine
US10301997B2 (en) Method for checking a temperature sensor in an SCR exhaust gas post-treatment system
US9151199B2 (en) Method for operating an exhaust-gas treatment device and motor vehicle having the device
US20170130628A1 (en) Method for operating an scr catalytic converter system of an internal combustion engine
CN109236435B (en) Downstream oxygen sensor performance for selective catalytic reduction
JP4706627B2 (en) Engine exhaust purification system
US10233812B2 (en) Method for the diagnosis of an SCR catalyst system of an internal combustion engine
US8387371B2 (en) Apparatus, system, and method for diesel exhaust fluid heating control
EP2573344B1 (en) Validity diagnosis system for urea water temperature sensor
KR102375062B1 (en) Method and device for sequential control of an exhaust gas control system
CN110344918B (en) Method for checking the function of an exhaust gas aftertreatment device
EP3025036B1 (en) Scr exhaust emission control system and method therefore, for filling the urea reducing agent after returning to the tank
US10288017B1 (en) Model based control to manage eDOC temperature
US9334778B2 (en) Solid ammonia delivery system
CN100520002C (en) Exhaust emission control device regenerating system for internal combustion engine
US10184377B2 (en) Method for operating an exhaust gas aftertreatment system of a motor vehicle
CN110872975B (en) Method for controlling and/or regulating an SCR catalyst of an internal combustion engine arranged in a motor vehicle
US20220282653A1 (en) Apparatus and method for controlling reduction system
US20190211727A1 (en) Injection controller
JP2018071387A (en) Defrosting controlling device

Legal Events

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