KR102528961B1

KR102528961B1 - 시약 계량공급 시스템의 작동 방법, 그리고 상기 방법의 실행을 위한 장치 및 그 라인망

Info

Publication number: KR102528961B1
Application number: KR1020180139615A
Authority: KR
Inventors: 에트나 보스; 토비아스 회프켄; 마크 쉐노
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2023-05-08
Also published as: CN109798166A; KR20190056981A; CN109798166B; DE102017220533A1

Abstract

본 발명은, 라인망(N)을 통해 이송 방향(15)을 따라서, SCR 촉매 컨버터(20)의 상류에서 내연기관(18)의 배기가스 덕트(16) 내로 시약(14)을 계량공급하는 계량공급 부재(D1)로 시약(14)을 이송하도록 구성된 시약 계량공급 시스템(10)을 작동하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은, 라인망(N)이 주 라인(H); 시약(14)의 운반을 위한 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2);를 포함하고, 제1 라인 분기(L1)의 하류에 장착된 계량공급 부재(D1) 및 추가 라인 분기(L2)의 하류에 장착된 추가 계량공급 부재(D2)를 통한 계량공급 모드의 종료 후에, 유체 정역학적 보상의 결과로서 일측 라인 분기(L1)로부터 각각 타측 라인 분기(L2) 내로 시약을 전위하는 경우, 전체적으로 제1 계량공급 부재(D1) 또는 추가 계량공급 부재(D2)로 시약(14)의 공급이 방지될 정도만큼의 시약(14)이 제거되는 방식으로, 시약(14)이 제1 라인 분기(L1) 및/또는 적어도 추가 라인 분기(L2)로부터 제거되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은, 상기 방법을 수행하기 위한 라인망; 시약 계량공급 시스템의 작동에 이용되는 제어 장치; 그리고 기계 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 제어 장치 프로그램 제품;에 관한 것이다.

Description

시약 계량공급 시스템의 작동 방법, 그리고 상기 방법의 실행을 위한 장치 및 그 라인망{METHOD FOR OPERATING A REAGENT METERING SYSTEM AS WELL AS DEVICE AND LINE NETWORK FOR PERFORMING THE METHOD}

본 발명은 SCR 촉매 컨버터의 상류에서 내연기관의 배기가스 덕트 내로 시약을 계량공급하는 시약 계량공급 시스템을 작동하기 위한 방법, 상기 방법의 수행을 위한 장치, 및 라인 설계에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 방법을 수행하기 위한 라인망, 시약 계량공급 시스템의 작동에 이용되는 제어 장치, 그리고 기계 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 제어 장치 프로그램 제품에 관한 것이다.

내연기관의 배기가스의 후처리를 위해, 배기가스 내의 질소산화물(NOx)의 감소를 목표로 선택적 촉매 환원(SCR = Selective Catalytic Reduction)이 이용될 수 있다. 이 경우, 내연기관의 배기가스 덕트 내로 선택적으로 작용하는 시약의 정해진 양이 계량공급된다. 시약은, 배기가스 덕트 내에서 예컨대 요소수의 형태인 전구물질로부터 가수분해를 통해 수득되는 암모니아일 수 있다.

그러한 시약 계량공급 시스템은 예컨대 독일 공개 공보 DE 196 07 073 A1호로부터 공지되어 있다. 상기 문헌에서는, 요소수가 라인을 통해 탱크로부터 계량공급 밸브로 이송되어, SCR 촉매 컨버터의 상류에서 내연기관의 배기가스 덕트 내로 계량공급되며, 계량공급률은 계량공급 밸브에 의해 결정된다.

본원 출원인의 디녹스트로닉(DENOXTRONIC)이라는 명칭으로 공지된 것과 같은 최근의 시약 계량공급 시스템들에서, 펌프는 시약 탱크로부터 요소수를 흡입하여, 분무를 위해 필요한, 예컨대 3 내지 9바아의 시스템 압력으로 상기 요소수를 압축한다. 예컨대 현재 내연기관 데이터 및 촉매 컨버터 데이터가 고려되면서, 시약의 계량공급률이 가급적 최대의 NOx 환원에 적합하게 조정된다.

통상 이용되고 DIN 표준들에 정의되어 있는 요소수는, 약 -11℃에서 동결되는 특성을 갖는다. 동결을 수반하는 요소수의 체적 팽창은 라인들과, 예컨대 펌프 또는 계량공급 밸브와 같은 추가 구성요소에서 손상을 야기할 수 있다. 그러므로 내연기관의 작동 중지 후에, 또는 시약 계량공급 시스템의 비활성화 후에, 시약 계량공급 시스템에서, 특히 계량공급 밸브에서 탱크 내로 요소수를 다시 역흡인하는 구성이 제공될 수 있다. 그에 따라, 동결되는 요소수의 체적 팽창을 통한 손상이 우려되지 않으면서도, 시약 계량공급 시스템은 -11℃ 또는 그 미만의 온도에서 동결될 수 있는 점이 달성된다.

독일 공개 공보 DE 10 2010 031 651 A1호에는 계량공급 밸브를 포함하는 시약 계량공급 시스템이 기술되어 있다. 시약 계량공급 시스템의 비활성화 후에, 시약은 라인 시스템에서, 특히 계량공급 밸브에서 예컨대 펌프를 이용한 펌핑 배출을 통해 계량공급 모드에서의 이송 방향과 반대 방향으로 흡출된다. DE 102012221905호로부터, 각각의 촉매 컨버터의 상류에 장착된 각각 하나의 계량공급 밸브를 구비하여 직렬로 배치된 2개의 SCR 촉매 컨버터를 포함하는 시스템들도 공지되어 있다.

그러므로 시약 계량공급 시스템의 비활성화 후에 복수의 분사 위치를 기반으로 시약 계량공급 시스템을 간단하게 완전히 비울 수 있게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은, 라인망을 통한 이송 방향을 따라서, SCR 촉매 컨버터의 상류에서 내연기관의 배기가스 덕트 내로 시약을 계량공급하는 계량공급 부재로 시약을 이송하도록 구성되는 시약 계량공급 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은, 상기 라인망이 시약의 운반을 위한 주 라인(main line), 제1 라인 분기 및 추가 라인 분기를 포함하고, 제1 라인 분기의 하류에 장착된 계량공급 부재 및 추가 라인 분기의 하류에 장착된 추가 계량공급 부재를 통한 계량공급 모드의 종료 후에, 시약의 유체 정역학적 보상의 결과로서 제1 라인 분기로부터 각각 추가 라인 분기 내로 시약을 전위(rearrangement)하는 경우, 전체적으로 제1 계량공급 부재 또는 추가 계량공급 부재로의 재공급이 방지될 정도만큼의 시약이 제거되는 방식으로, 시약이 제1 라인 분기 또는 적어도 추가 라인 분기로부터 제거되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 자명한 사실로서, 시약은 본원 방법의 범주에서 제1 라인 분기 또는 추가 라인 분기로부터 제거될 수 있거나, 그 대안으로 제1 라인 분기 및 추가 라인 분기로부터 제거될 수 있다. 그 밖에도, 본 발명은, 시약의 운반을 위한 제1 라인 분기 및/또는 하나 이상의 추가 라인 분기와 연결되는 주 라인을 포함하는, 시약 계량공급 시스템용 라인망에 관련되며, 상기 라인망은, 유체 정역학적 보상의 결과로서 제1 라인 분기로부터 각각 추가 라인 분기 내로 시약을 전위하는 경우, 전체적으로, 제1 계량공급 부재 또는 추가 계량공급 부재로 시약의 재공급이 중지될 정도만큼의 시약이 제거될 수 있는 방식으로 구성된다.

본 발명에 따른 방법은 특히 본 발명에 따른 장치의 범주에서 적용될 수 있는데, 그 이유는, 시약이 라인 분기들 중 적어도 하나로부터 제거되는 경우, 상기 라인 분기들이 서로 유체 연결되어 있음으로써 제1 라인 분기와 추가 라인 분기 간에 위치 차이 또는 높이 차이가 있는 경우에 제1 및 추가 라인 분기의 내부에서 시약의 체적 보상 운동이 발생할 수 있고, 그로 인해 라인 분기들 중 적어도 하나에서 시약을 흡출할 때에도 각각 추가 라인 분기에 다시 시약이 공급될 수 있기 때문이다. 이는 특히, 단부들에서 각각의 라인 분기와 연결된 계량공급 부재들이 다시 충전될 정도로 시약이 각각의 라인 분기 내에서 다시 밀고 나아갈 때 문제가 된다. 특히 상기 계량공급 부재들은, 온도가 낮은 경우, 특히 액상 시약의 체적 팽창(빙압)과 관련하여 민감하며, 그 때문에 특히 시약이 액체 상(liquid phase)에서 고체 상(solid phase)으로 상 전이(phase transition)를 수행하는 온도에서는 계량공급 부재들의 상기 방식의 재충전이 항시 방지되어야 한다.

시약의 상기 유형의 변위는 특히, 라인 분기들 중 하나가 각각 추가 라인 분기에 비해 적어도 부분적으로 더 높은 유체 정역학적 레벨에 있을 때 발생하며, 이는 각각의 라인 분기들의 부분 영역들 사이에 높이차가 있음을 의미한다. 이로써, 통상 흡출 과정 동안 일어나는 것과 같은 계량공급 부재들의 개방 시, 액주(liquid column)의 유체 정역학적 압력으로 인해, 상대적으로 더 높게 위치하는 분기로부터 상대적으로 더 낮게 위치하는 분기로의 액체 변위가 발생하며, 그로 인해 상대적으로 더 낮게 위치하는 분기의 재충전이 수행될 수 있다. 바로 이런 점이 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치의 범주에서도 흡출 과정의 범주에서 방지될 수 있다.

계속해서 바람직한 실시예에서, 제1 라인 분기와 추가 라인 분기는 분기 부재(branch element)를 통해 연결되며, 이 경우 시약은 제1 라인 분기 및/또는 추가 라인 분기로부터 제거된다. 분기 부재의 이용이 바람직한 이유는, 그 결과로 제1 라인 분기와 추가 라인 분기 사이에 버퍼 부재(buffer element)로서 작용하는 액체 저장부(liquid reservoir)가 제공될 수 있기 때문이다. 라인 분기들 중 적어도 하나에서의 제거를 통해, 제거 지점(들)의 위치가 각각의 분기들의 경로에, 또는 부분 분기들의 각각의 높이 레벨 차이들에 매칭될 수 있고, 그럼으로써 각각 충분히 많은 시약이 계량공급 부재들로부터 그리고 라인 분기들의 부분들로부터 제거될 수 있음으로써, 빙압에 의한 계량공급 부재 또는 각각의 라인 분기들의 손상이 확실하게 방지될 수 있는 점이 보장될 수 있다. 여기서 자명한 사실로서, 제1 라인 분기에서뿐만 아니라 추가 라인 분기에서도 그에 상응하게 시약이 제거될 수 있다. 그에 따라, 각각의 라인 분기의 제거 지점은 라인 분기들 상호 간의 각각의 상대 포지셔닝에 따라서도 결정된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 제1 라인 분기 및/또는 추가 라인 분기에서의 제거는 분기 부재의 환기가 방지되는 방식으로 수행된다. 이는, 한편으로 구조상 라인망의 범주에서, 제거 지점들의 포지셔닝이 그에 상응하게 제공되고 상기 제거 지점들은 분기 부재에 대해 상응하는 안전 간격으로 이격되어 포지셔닝되는 방식으로 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 본원 방법의 범주에서도 수행될 수 있는데, 그 이유는 본원 방법의 범주에서는 오직 분기 부재의 환기가 확실하게 방지될 수 있을 정도만큼의 시약만 각각의 라인 분기들로부터 제거되기 때문이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제1 라인 분기는 제1 체적을 가지고 추가 라인 분기는 추가 체적을 가지며, 제1 체적 또는 추가 체적의 최대 1/3, 바람직하게는 제1 체적 또는 추가 체적, 바람직하게는 상대적으로 더 작은 체적을 갖는 라인 분기의 1/4이 제거된다. 자명한 사실로서, 각각의 라인 분기들은 동일하거나 상이한 체적을 포함하여 형성될 수 있다. 각각의 라인 분기들에 대해 체적들이 서로 상이한 경우에, 전술한 값들이 각각 상대적으로 더 작은 체적을 갖는 라인 분기에서 각각 제거된다.

전술한 조치들을 통해, 각각의 라인 분기들 내부에서의 액체 전위를 통해 계량공급 부재들 중 하나가 다시 충전되는 점뿐만 아니라, 제1 라인 분기와 추가 라인 분기 사이에 포지셔닝된 분기 부재의 환기가 수행되는 점도 확실하게 방지될 수 있다.

본원 방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제1 라인 분기의 체적 또는 추가 라인 분기의 체적 중 최소 10%, 최대 20%, 바람직하게는 13%의 추가 체적이 라인 분기들 중 하나로부터 또는 두 라인 분기 모두로부터 제거된다. 전술한 조치를 통해, 여전히 추가량의 액체가 각각의 라인 분기들로부터 제거됨으로써, 저온에서 시약의 동결에 의해 야기될 수 있는 동해(frost damage) 방지의 개선이 달성되는 점이 보장될 수 있다.

본원 방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 주 라인은 추가 체적을 가지며, 주 라인의 체적 중 추가 5%가 제1 라인 분기 및/또는 추가 라인 분기로부터 제거된다. 이런 조치를 통해, 저온에서 시약의 빙압으로 인한 동해가 추가로 방지될 수 있다.

본 발명에 따른 라인망의 또 다른 바람직한 실시예에서, 라인망은 유체 정역학적 레벨 보상 부재를 포함한다. 라인 분기들 중 적어도 하나, 바람직하게는 타측 라인 분기에 비해 더 낮은 유체 정역학적 레벨을 가진 라인 분기 내에 하나 이상의 유체 정역학적 레벨 보상 부재, 특히 사이펀(siphon)이 포지셔닝된다. 이로써, 유체 정역학적 보상 부재를 통해, 계량공급 부재들 중 적어도 하나가 개방되는 경우에 가압 및 이와 결부되는 액주의 변위가 그에 상응하게 보상될 수 있는 점이 보장될 수 있다. 이런 조치를 통해, 흡출 과정 동안 하나 이상의 라인 분기의 이미 역흡인된 섹션의 상응하는 재공급이 확실하게 방지될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 제1 라인 분기 및/또는 추가 라인 분기는, 액체 체적의 유체 정역학적 보상의 결과로서 제1 라인 분기로부터 각각 추가 라인 분기 내로 시약을 전위하는 경우, 제1 계량공급 부재 또는 추가 계량공급 부재로 시약의 재공급이 중지되는 방식으로, 제1 라인 분기 내에, 그리고/또는 추가 라인 분기 내에 배치되는 제거 지점을 포함한다. 제1 라인 분기 내에서, 그리고/또는 추가 라인 분기 내에서 제거 지점의 각각의 포지셔닝의 선택을 통해, 한편으로 라인 분기들 및 계량공급 부재들을 빙압으로부터 보호하기 위해 시약의 확실한 제거가 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 흡출 과정의 진행 중에 하나 이상의 계량공급 부재의 재충전도 수행될 수 있는 점이 보장될 수 있다. 그 외에도, 제1 라인 분기와 추가 라인 분기를 서로 연결하는 분기 부재에 대한 제거 지점들의 충분한 이격 간격에 의해, 흡출 과정 동안 계량공급 부재들을 통해 역흡인되는 공기에 의한 분기 부재의 환기가 방지되는 점도 보장될 수 있다.

바람직하게는 데이터 저장 매체에, 특히 메모리에 소프트웨어의 형태로 저장되고 제어 장치에서 본원 방법의 실행을 위해 가용한 컴퓨터 프로그램의 형태로, 또는 집적 회로, 특히 ASIC의 제공을 통해 본원 방법을 구현하는 것이 유리한데, 그 이유는, 특히 실행 측 제어 장치가 또 다른 작업들을 위해서도 이용됨에 따라 어차피 존재하는 경우에는, 상기 방식이 특히 적은 비용을 야기하기 때문이다. 컴퓨터 프로그램을 제공하기에 적합한 저장 매체는 특히, 종래 기술로부터 여러 가지로 공지되어 있는 것과 같은 자기식, 광학식 및 전기식 메모리이다.

본 발명의 또 다른 장점들 및 구현예들은 하기의 설명 및 첨부 도면들을 참조한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 시약 계량공급 시스템 및 내연기관의 배기가스 덕트에 대한 그 연결을 도시한 개략적 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법이 실행되는 기술적 환경으로서 도 1의 시약 계량공급 시스템을 도 1에 비해 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 본원의 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 또 다른 구현예들을 위한 기술적 환경으로서 기술하는 데 이용되는 라인망의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 또 다른 구현예들을 위한 기술적 환경으로서 기술하는 데 이용되는 라인망의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 1에는, 라인망(N)을 통해 내연기관(18)의 배기가스 덕트(16) 쪽으로 탱크(12)에 저장된 시약(14)을 이송하는 시약 계량공급 시스템(10)이 도시되어 있으며, 라인망(N)은 분기 부재를 통해 주 라인(H)과 연결된 제1 라인 분기(L1) 및 하나 이상의 추가 라인 분기(L2)를 포함하며, 이 라인 분기들의 단부에는 각각 하나의 계량공급 부재(D1 또는 D2)가 위치하며, 계량공급 부재들(D1 또는 D2)을 통해 시약(14)이 제1 SCR 촉매 컨버터(20)의 상류 및 제2 SCR 촉매 컨버터(22)의 상류에서 각각 계량공급될 수 있다. 계량공급 과정 동안, 시약(14)은 각각 주 라인을 따라서, 그리고 제1 라인 분기 또는 추가 라인 분기(L1, L2)를 따라서 이송 방향(15)으로 이송된다. 시약(14)은 바람직하게, SCR 촉매 컨버터들(20, 22)에서 요구되는 시약인 암모니아의 전구물질을 나타내는 요소수이다. 이하에서는 시약(14)이라는 용어만 사용된다.

시약(14)은 이송 펌프(24)에 의해 예컨대 3 내지 9바아의 작동 압력으로 가압된다. 상기 작동 압력은 바람직하게 시약 계량공급 시스템(10)의 작동 압력에 상응한다. 각각의 SCR 촉매 컨버터(20, 22) 내로의 시약(14)의 계량공급률은 SCR 촉매 컨버터들(20, 22)의 상류에 장착되는 계량공급 부재들(D1 또는 D2)을 통해 설정되며, 계량공급 부재들(D1 또는 D2)은 제어 장치(26)에 의해 제어된다. 자명한 사실로서, 상응하는 계량공급률은 누적되는 방식으로, 또는 그 대안으로 제어 장치(26)를 통해 이송 펌프(24)의 추가 공급을 통해서도 실현될 수 있다.

계량공급 부재들(D1 또는 D2) 및 이송 펌프(24)의 제어를 위해, 데이터의 교환을 위한 제어 라인(27)이 제공된다. 그 외에, 제어 장치(26)는, 제어 라인(27)을 통해, 계량공급 과정의 종료 후에 라인망(N)으로부터 시약(14)을 역흡인하도록 구성된 추가 펌프(28)와도 연결된다. 불시의 역흡인 과정은 기본적으로, 특히 외부 온도가 통상 약 -11℃의 요소수 동결 온도를 약간 상회하는 온도 임계값을 하회할 때 개시될 수 있다. 그러므로 펌프(28)를 이용한 역흡인 과정을 통해 시약(14)이 추가 라인 분기(L2) 및/또는 (파선으로 도시된) 제1 라인 분기(L1)로부터, 그리고 이들에 연결된 계량공급 부재들(D1 또는 D2)에서 흡출되며, 온도에 기인한 시약의 체적 팽창(빙압)에 의한 라인망(N) 및 특히 민감한 계량공급 부재들(D1 또는 D2)의 손상을 방지하기 위해, 시약(14)은 계량공급 부재들(D1 또는 D2)로부터는 완전히, 그리고 라인 분기들(L1 및/또는 L2)로부터는 적어도 부분적으로 역흡인된다.

그러나 이 경우 본 발명에 따른 방법의 범주에서, 시약은, 한편으로 분기 부재(A)의 환기가 방지되고; 다른 한편으로 시약(14)의 유체 정역학적 보상의 결과로서 상대적으로 더 높게 위치하는 제1 라인 분기(L1)로부터 상대적으로 더 낮게 위치하는 라인 분기(L2) 내로 시약(14)을 전위하는 경우, 전체적으로 추가 계량공급 부재(D2)의 재공급이 방지될 만큼의 시약(14)이 제거될; 정도까지만, 제1 라인 분기(L1) 및/또는 추가 라인 분기(L2)로부터 제거된다. 시약(14)은 제1 제거 지점(E1)을 통해 제1 라인 분기(L1)로부터 제거되고, 추가 제거 지점(E2)을 통해 추가 라인 분기(L2)로부터 제거된다. 흡출을 통해 일반적으로 계량공급 부재들(D1 및 /또는 D2)이 개방되며, 그럼으로써 역흡인되는 시약(14)을 통해 라인 분기(L1 및 L2) 내로 공기의 재흡입이 발생하게 된다. 그러나 이 경우, 시약(14)은 분기 부재가 환기되지 않을 만큼만 역흡인된다. 이는, 본원 방법의 범주에서, 시약(14)의 흡출된 양을 통해, 그리고/또는 각각의 라인 분기들(L1, L2) 내 제거 지점들(E1, E2)의 상응하는 포지셔닝을 통해 실현될 수 있다. 전술한 조치들은 똑같이 라인 분기들(L1, L2) 내에서의 시약(14)의 체적 전위의 방지와 관련하여서도 상응하게 매칭될 수 있다.

이를 위해, 특히 제1 라인 분기(L1)가 체적(V1)을 가지고, 추가 라인 분기(L2)는 체적(V2)을 가지며, 이들 체적이 동일한, 라인망(N)의 구성이 적합하다. 이 경우, 주 분기는 체적(V3)을 갖는다. 예시적으로 라인망(N)은 이제, 체적(V1)이 4700㎣의 체적을 가지고, 체적(V2)은 4700㎣의 체적을 가지며, 주 라인은 6300㎣의 체적을 갖도록 형성된다. 그러나 상기 값들은 단지 예시로서만 간주되어야 하며, 원칙적으로는 임의로 조정될 수 있다. 제1 라인 분기(L1)와 추가 라인 분기(L2) 간의 비대칭적인 체적 분포도 기본적으로 가능하다. 또한, 라인망(N)의 제1 실시예에서는, 제1 계량공급 부재(D1)가 추가 계량공급 부재(D2)에 비하여 상이한 유체 정역학적 높이 레벨에 있는 점도 확인된다. 이 경우, 제1 라인 분기(L1)의 제1 섹션(A1)은 추가 라인 분기(L2)의 섹션(A2)과 동일한 유체 정역학적 레벨에 있는 반면에, 제1 라인 분기(L1)의 추가 섹션(A3)은 높이가 상승하는 거동을 보이며, 계량공급 부재(D1)는 계량공급 부재(D2)에 비해 h1의 높이차를 갖는다. 제1 라인 분기(L1)의 제1 섹션(A1) 및 추가 섹션(A3)의 부분 체적들은 바람직하게 제1 섹션(A1) 내 체적(V₁₁)의 경우 3000㎣이고, 추가 섹션(A3)을 위한 추가 체적(V₁₂)은 1700㎣이다.

본원 방법은 도 3에서 흐름도의 범주에서 설명된다. 여기서는, 제1 단계(SU1)(도 3 참조)에서, 체적(VR1)이 제1 라인 분기(L1)로부터 역흡인되고, 체적(VR2)은 추가 라인 분기(L2)에서 역흡인되며, 이들 체적은 제1 라인 분기(L1)의 총 체적(V1) 및 추가 라인 분기(L2)의 총 체적(V2)의 10 내지 20%의 범위이다. 바람직하게는 상기 체적이 각각의 라인 분기(L1, L2)의 총 체적의 약 13%이며, 이는, 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2)의 총 체적이 4700㎣일 때 약 600㎣에 해당된다.

추가 방법 단계(SU2)에서는, 총 체적(V1 또는 V2)의 추가 10%가 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2)로부터 탱크(12) 내로 역흡인된다. 추가 단계(SU3)에서는, 본 실시예에서 6300㎣인 주 라인의 체적(V3)의 추가 5%가 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2)로부터 역흡인된다. 추가 단계(SU4)에서는, 시약(14)이 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2)로부터 상한(O)(도 2 참조)까지 역흡인되며, 역흡인된 체적은 각각의 라인 분기(L1, L2)의 총 체적의 대략 1/3에 상응한다. 그에 따라, 본 실시예의 예시적인 수치값들에 의하면, 4700㎣의 라인 분기들(L1, L2)의 각각의 체적의 1/3, 즉, 대략 1570㎣가 각각의 부분 분기(L1 및 L2)로부터 역흡인된다. 전술한 조치들을 통해, 제1 계량공급 부재(D1) 또는 추가 계량공급 부재(D2) 또는 이와 연결된 라인 분기들(L1 및 L2)의 빙압 손상의 위험에 대해 단계적인 반응이 이루어질 수 있고, 더 나아가 부분 분기들(L1 및 L2) 간의 체적 전위도 확실하게 방지될 수 있다.

도 4 및 도 5에는, 라인망(N)을 포함하는 시약 계량공급 시스템(10)의 또 다른 실시예가 도시되어 있으며, 상기 시약 계량공급 시스템은 추가적으로 추가 라인 분기(L2) 내에 사이펀(32)의 형태로 유체 정역학적 레벨 보상 부재(30)를 포함한다. 그 밖의 사항과 관련하여, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예들은 도 1 내지 도 3에서의 실시예들에 상응하므로, 나머지 설명도 도 1 내지 도 3에 대한 설명을 참조한다.

사이펀(32)의 형태인 유체 정역학적 보상 부재(30)를 통해, 제2 계량공급 부재(D2) 또는 이와 연결된, 제1 라인 분기 내의 라인 분기(A3) 및 추가 라인 분기 내의 라인 분기(A2)의 부분 섹션들에 대해, 제1 계량공급 부재(D1)의 상이한 유체 정역학적 높이 레벨(h2)로 인한 시약(14)의 체적 변위가 상응하게 보상될 수 있다. 이는 특히, 부분 섹션들(A1 및 A2)이 동일한 유체 정역학적 높이 레벨에 위치할 때뿐만 아니라; 도 5에 도시된 것처럼, 대략 15°의 전체 시스템의 경사 위치에 의해 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2)의 섹션들(A1 및 A2)에 대해서도 상응하는 유체 정역학적 체적 변위가 발생할 때에도; 적용된다. 이로써, 한편으로, 특히 차량 내부에 상응하는 라인을 설치함으로써 나타나는, 전형적인 유체 정역학적 높이차뿐만 아니라; 도 5에 도시된 것처럼, 시약 계량공급 시스템(10)이 내부에 통합된 차량의 전형적인 주행 상황들에 의해, 예컨대 오르막 지형에서 발생하는 유체 정역학적 압력의 변동도; 보상될 수 있다. 도 3에서 본원 방법의 범주에서 기술된 역흡인 단계들은 도 4 및 도 5에 따른 실시예의 범주에서도 상응하게 적용될 수 있다.

Claims

라인망(N)을 통해 이송 방향(15)을 따라서, SCR 촉매 컨버터(20)의 상류에서 내연기관(18)의 배기가스 덕트(16) 내로 시약(14)을 계량공급하는 계량공급 부재(D1)로 시약(14)을 이송하도록 구성된 시약 계량공급 시스템(10)을 작동하기 위한 방법에 있어서,
상기 라인망(N)은 시약(14)의 운반을 위한 주 라인(H), 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2)를 포함하고, 상기 제1 라인 분기(L1)의 하류에 장착된 계량공급 부재(D1) 및 상기 추가 라인 분기(L2)의 하류에 장착된 추가 계량공급 부재(D2)를 통해 계량공급하는 단계, 상기 계량공급 단계의 종료 후에, 유체 정역학적 보상의 결과로서 제1 라인 분기(L1)로부터 각각 추가 라인 분기(L2) 내로 상기 시약을 전위하는 경우, 전체적으로 제1 계량공급 부재(D1) 또는 추가 계량공급 부재(D2)로 시약(14)의 공급이 방지될 정도만큼의 시약(14)이 제거되는 방식으로, 상기 시약(14)이 제1 라인 분기(L1) 또는 적어도 추가 라인 분기(L2)로부터 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시약 계량공급 시스템의 작동 방법.
제1항에 있어서, 제1 라인 분기(L1) 및 추가 라인 분기(L2)는 분기 부재(A)를 통해 연결되며, 시약(14)이 상기 제1 라인 분기(L1) 또는 상기 추가 라인 분기(L2)로부터 제거되는 것을 특징으로 하는, 시약 계량공급 시스템의 작동 방법.
제2항에 있어서, 제1 라인 분기(L1) 또는 추가 라인 분기(L2)로부터의 제거는 분기 부재(A)의 환기가 방지되는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 시약 계량공급 시스템의 작동 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 라인 분기(L1)는 제1 체적(V1)을 가지고, 추가 라인 분기(L2)는 추가 체적(V2)을 가지며, 제1 체적(V1) 또는 추가 체적(V2)의 최대 1/3이 제거되는 것을 특징으로 하는, 시약 계량공급 시스템의 작동 방법.
제4항에 있어서, 제1 체적(V1) 또는 추가 체적(V2)의 최소 10%, 최대 20%의 추가 체적이 라인 분기들(L1, L2) 중 하나로부터 또는 두 라인 분기 모두로부터 제거되는, 시약 계량공급 시스템의 작동 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주 라인(H)은 체적(V3)을 가지고, 추가로 상기 체적(V3)의 추가 5%가 제1 라인 분기(L1) 또는 추가 라인 분기(L2)로부터 제거되는, 시약 계량공급 시스템의 작동 방법.
시약(14)의 운반을 위한 제1 라인 분기(L1) 또는 하나 이상의 추가 라인 분기(L2)와 연결된 주 라인(H)을 포함하는, 시약 계량공급 시스템(10)용 라인망(N)으로서, 상기 제1 라인 분기(L1)와 상기 하나 이상의 추가 라인 분기(L2)가 분기 부재(A)를 통해 연결되고, 상기 라인망(N)은, 유체 정역학적 보상의 결과로서 제1 라인 분기(L1)로부터 각각 추가 라인 분기(L2) 내로 시약(14)을 전위하는 경우, 전체적으로 제1 계량공급 부재(D1) 또는 추가 계량공급 부재(D2)로 시약(14)의 재공급이 중지될 정도만큼의 시약(14)이 제거될 수 있는 방식으로 구성되는, 시약 계량공급 시스템용 라인망(N).
제7항에 있어서, 제1 라인 분기(L1) 또는 추가 라인 분기(L2)는 유체 정역학적 레벨 보상 부재(30)를 포함하는, 시약 계량공급 시스템용 라인망(N).
제7항 또는 제8항에 있어서, 제1 라인 분기(L1) 또는 추가 라인 분기(L2)는, 유체 정역학적 보상의 결과로서 제1 라인 분기(L1)로부터 각각 추가 라인 분기(L2) 내로 시약(14)을 전위하는 경우, 제1 계량공급 부재(D1) 또는 추가 계량공급 부재(D2)로 시약(14)의 재공급이 중지되는 방식으로, 상기 제1 라인 분기(L2) 내에, 또는 상기 추가 라인 분기(L2) 내에 배치되는 제거 지점(E1, E2)을 갖는, 시약 계량공급 시스템용 라인망(N).
제7항 또는 제8항에 있어서, 제1 라인 분기(L1) 또는 추가 라인 분기(L2)는, 분기 부재(A)의 환기가 중지되는 방식으로 상기 제1 라인 분기(L1) 내에, 또는 상기 추가 라인 분기(L2) 내에 배치되는 제거 지점(E1, E2)을 갖는, 시약 계량공급 시스템용 라인망(N).
상응하는 집적 회로를 통해, 또는 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램을 통해, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 제어 장치(26).
기계판독 가능한 저장 매체에 저장되어 있고, 제어 장치(26) 상에서 실행될 경우, 상기 제어 장치(26)로 하여금 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램.
제12항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계판독 가능 저장 매체.