KR102557634B1 - 전기적으로 제어 가능한, 연소 엔진의 환원제 계량공급 밸브를 제어하는 방법 - Google Patents

전기적으로 제어 가능한, 연소 엔진의 환원제 계량공급 밸브를 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 분사 압력(p_24)을 발생시키는 펌프(32), 및 제어 신호를 이용하여 환원제 계량공급 밸브(24)를 제어하는 제어 장치(14)를 구비한, 연소 엔진(10)의 배기가스 시스템(12)에서 환원제 계량공급 밸브(24)를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 경우 제어 신호는 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36)에 따라 생성된다. 이 방법은, 제어 신호가 추가로, 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 시 발생하는 분사 압력(p_24)의 강하가 분사된 환원제의 양에 미치는 영향에 대한 하나 이상의 추정값에 따라 생성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기적으로 제어 가능한, 연소 엔진의 환원제 계량공급 밸브를 제어하는 방법{METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRICALLY CONTROLLABLE REDUCING AGENT-METERING VALVE OF A COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 청구항 1의 전제부에 따른 방법에 관한 것이다. 이와 같은 방법은, 연소 엔진의 배기가스 시스템에 배치되고, 이 배기가스 시스템 내로 돌출하는 분사 개구 및 유입 포트를 구비한, 전기적으로 제어 가능한 환원제 계량공급 밸브를 제어하는 데 이용된다. 유입 포트는 유입 라인을 통해서 펌프와 유압식으로 연결되어 있고, 펌프는 유입 포트에서 분사 압력을 발생시킨다. 제어 장치는 환원제 계량공급 밸브의 제어 포트와 연결되어 있고, 제어 신호를 이용하여 환원제 계량공급 밸브를 제어하며, 이 경우 환원제 계량공급 밸브가 분사 개구와 유입 포트의 유압식 연결에 의해 이루어지는 개방 동작으로써 상기 제어 신호에 반응한다. 제어 신호는, 유입 라인의 펌프 측 단부에서 우세한(prevailing) 환원제 압력에 따라 생성된다.
더 나아가, 본 발명은, 독립 장치 청구항에 따른 환원제 계량 장치와도 관련이 있다.
상기와 같은 방법 및 상기와 같은 장치는 DE 10 2007 017 459호로부터 공지되어 있다. 공지된 환원제 계량 시스템에서는, 분사될 환원제의 양이 환원제 계량공급 밸브의 개방 제어 기간 및/또는 개방 빈도를 통해 제어된다. 한편으로는 제어 신호 생성 시 환원제 계량 시스템 내에서 순간적으로 측정된 압력에 따라 제어 기간이 생성되고, 다른 한 편으로는 제어 신호를 생성하기 위해 환원제 계량 시스템 내에서 우세한, 예컨대 압력 제한 밸브에 의해 사전 설정되는 공칭 압력만 사용되기도 한다. 제어 신호의 생성은, 배기가스 세정 시스템, 예를 들어 SCR 시스템의 환원제 수요를 충족시키려는 목적으로 수행된다. 그렇기 때문에, 제어 신호의 생성은 예컨대 세정될 배기가스의 질량 흐름 및 조성에 따라 수행된다. 공지된 시스템에서는, 결정된 제어 신호로써 분사되어야 하는 환원제 양과 실제로 계량된 환원제 양 간에 편차가 발생하였다. 이와 같은 편차는 배기가스 세정 시스템의 기능에 악영향을 미친다.
본 발명의 방법 양태들에서, 본 발명은 청구항 1의 특징부의 특징들에 의해 선행기술과 구별된다. 장치 양태들과 관련해서, 본 발명은 독립 장치 청구항의 특징부의 특징들에 의해 선행기술과 구별된다.
제어 신호가 추가로, 환원제 계량공급 밸브의 개방 시 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서 발생하는 분사 압력의 강하가 분사된 환원제의 양에 미치는 영향에 대한 하나 이상의 추정값에 따라 생성됨으로써, 더 높은 환원제 계량 정확도가 달성된다.
본 발명은, 선행기술에서 환원제 계량공급 밸브를 통해 계량된 환원제 질량 흐름은 무엇보다 계량을 시작할 때 예상 값으로부터 벗어난다는 인식에 기반한다. 발명자는, 환원제 계량공급 밸브의 개방에 의해 여기되는 환원제 압력의 진동에 의해 이와 같은 편차가 야기된다는 것을 발견하였다. 환원제 계량공급 밸브의 개방에 의해 환원제 계량공급 밸브 내의 환원제 압력이 즉시 강하하는데, 그 이유는 한 편으로는 시스템으로부터 질량이 제거되기 때문이고, 다른 한 편으로는 환원제의 관성으로 인해 환원제 펌프와 환원제 계량공급 밸브 사이에 아직 연속 질량 흐름이 형성되지 않았기 때문이다. 압력 강하 기간 동안 환원제 계량공급 밸브를 통과하는 환원제 질량 흐름은, 상기와 같은 압력 강하가 없는 경우의 환원제 질량 흐름보다 더 적다. 이러한 감소는 압력 강하의 시간 길이에 걸쳐 지속된다. 환원제 계량 시스템 내에 압력 센서가 존재하는 경우, 이 압력 센서는 통상적으로 환원제 계량공급 밸브로부터 멀리 떨어져서 설치된 환원제 펌프 내에 또는 환원제 펌프 상에 장착된다. 유한한 파동 전파 속도, 압력 센서의 응답 지연, 및 환원제 펌프와 환원제 계량공급 밸브 사이에 있는 라인의 탄성으로 인해, 환원제 계량공급 밸브에서의 압력 강하는, 압력 센서의 압력 신호에서 압력 센서의 전파 시간 지연 및 응답 지연으로써 비로소 재현된다. 그렇기 때문에, 심지어 압력 신호를 처리하는 압력 제어 회로 내에서 환원제 펌프가 작동될 때조차도, 환원제 계량 시스템 전체가 제어에 반하여 개입할 수도, 제어 기간 내에 이미 계량된 환원제 양의 계산 시 실제 감소한 분사 압력을 충분히 고려할 수도 없게 된다.
이러한 문제는 본 발명에서, 분사된 환원제 양에 미치는 분사 압력 강하의 영향에 대한 추정값에 따라 제어 신호의 생성이 수행됨으로써 방지된다. 그 결과로, 환원제 계량의 더 높은 정확도가 나타난다.
한 바람직한 실시예는, 펌프측에서의 환원제 압력에 대한, 제어 신호들의 미리 결정된 제어 기간에 미리 결정된 오프셋을 지시하며 제어 장치 내에 저장된 데이터를 기초로 하나 이상의 추정값이 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 분사될 환원제 양에 대한 목표값이 결정되고, 환원제 계량공급 밸브가 개방 제어되며, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력 및 오프셋으로부터 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서의 우세한 압력(prevailing pressure)에 대한 순시값이 반복해서 결정되고, 상기 순시값을 토대로 해서 이미 실행 중에 있는 환원제 계량공급 밸브의 개방 동작 동안 분사된 환원제 양의 실제값이 결정되어 목표값과 비교되며, 실제값이 목표값에 도달하면 상기 개방 제어가 종료되는 것이 바람직하다. 계량 중에 순간적으로 계산된, 실제 양에 대한 목포량의 편차를 토대로 보정되는 이러한 개방 시간의 연장은 가능하긴 하나 상당히 복잡하다. 대안적인 일 실시예에서, 이미 실행 중에 있는 밸브의 개방 동작 동안 분사된 환원제 양의 실제값이 전체 개방 기간 동안의 순시값을 토대로 해서 간단히 결정되며, 이 경우 펌프 측에서 우세한 환원제 압력 및 오프셋으로부터 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서 우세한 압력이 결정된다.
또한, 분사될 환원제 양에 대한 목표값 및 상기 환원제 양의 분사를 위해 필요한, 환원제 계량공급 밸브를 개방하는 제어 신호의 제어 기간이 결정되며; 환원제 계량공급 밸브가 개방 제어되며; 반복해서, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력 및 오프셋으로부터 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서 우세한 압력에 대한 순시값이 결정되고, 상기 순시값을 토대로 해서 이미 실행 중에 있는 환원제 계량공급 밸브의 개방 동작 동안 분사된 환원제 양의 실제값이 결정되며; 반복해서, 개방 제어의 시작 이후 경과된 실제 제어 기간이 결정되고, 경과된 실제 제어 기간이 제어 기간의 목표값과 비교되며, 경과된 실제 제어 기간이 제어 기간의 목표값에 도달하면 개방 제어가 종료되는 것도 바람직하다.
또한, 펌프 측 단부에서 우세한 환원제 압력에 대한 값이 그곳에 배치된 압력 센서에 의해 결정되는 것도 바람직하다.
또 다른 바람직한 일 실시예는, 펌프 측 단부에서 우세한 환원제 압력에 대한 값이 미리 결정된 공칭 압력인 것을 특징으로 한다.
또한, 하나 이상의 추정값은, 제어 신호의 제어 기간의 목표값 또는 환원제 양의 미리 결정된 기본값에 대해 미리 결정된 부족분을 각각 지시하는 것도 바람직하다. 더 나아가, 부족분은, 제어 기간의 미리 결정된 목표값 또는 환원제 양의 미리 결정된 기본값을 이용하여 지정되는 제어 장치의 메모리로부터 판독 출력되는 것도 바람직하다.
또 다른 바람직한 일 실시예는, 제어 신호의 생성 시, 분사될 환원제 양에 대한 목표값이 결정되며; 목표값에 상응하는 환원제 양의 분사를 위해서 필요한 일 제어 신호의 제어 기간의 목표값이 결정되고, 이 목표값은 미리 결정된 공칭값 또는 펌프 측에서 측정된 환원제 압력의 함수로서 결정되며; 제어 기간의 목표값으로부터 제어 장치 내에 저장된 데이터에 대한 액세스를 통해, 환원제 계량공급 밸브의 개방 동안 예상할 수 있는 압력 강하로 인해 나타나는 부족분이 결정되며; 제어 기간의 목표값이 추가 기간만큼 연장되어 부족분을 보상하는 추가량의 분사를 야기하도록 추가 기간이 결정되고, 제어 기간의 목표값과 추가 기간이 합산되어 개방 제어를 위해 사용되며; 반복해서, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력 및 오프셋으로부터 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서 우세한 압력에 대한 순시값이 결정되고, 상기 순시값을 토대로 해서 이미 실행 중에 있는 환원제 계량공급 밸브의 개방 동작 동안 분사된 환원제 양의 실제값이 결정되며; 반복해서, 개방 제어의 시작 이후 경과된 실제 제어 기간이 결정되며; 경과된 실제 제어 기간이 상기 합산의 값과 비교되고, 경과된 실제 제어 기간이 합산의 값에 도달하면 개방 제어가 종료되는; 것을 특징으로 한다.
환원제 계량 장치의 실시예들을 살펴보면, 제어 장치가 청구항 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법의 시퀀스를 제어하도록 설계되는 것, 특히 프로그래밍되는 것이 바람직하다.
또 다른 장점들은 종속 청구항들, 상세한 설명부 및 첨부 도면들을 참조한다.
전술한 특징들 및 하기에 추가로 설명될 특징들이 여기에 명시된 조합뿐만 아니라 다른 방식으로 조합된 형태로 또는 단독으로도 본 발명의 범주 내에서 적용될 수 있다는 점은 자명하다.
본 발명의 실시예들은 각각의 도면에 도시되어 있고, 이하의 상세한 설명 부분에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 기술적인 환경의 개략도이다.
도 2는 환원제 계량공급 밸브의 기계 및 유압 관련 세부도이다.
도 3은 환원제 계량공급 밸브를 제어하는 전류 프로파일의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 기술 환경에서 환원제 분사 시 발생하는 신호들의 시간에 따른 파형의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예로서의 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예로서의 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법의 제3 실시예로서의 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 방법의 제4 실시예로서의 흐름도이다.
도 1은, 배기가스 시스템(12) 및 제어 장치(14)를 구비한 연소 엔진(10)을 보여준다. 제어 장치(14)는 바람직하게, 연소 엔진(10)을 제어하고 이를 위해 센서 장치(16)로부터 연소 엔진(10)의 작동 파라미터에 대한 신호를 수신하여 연소 엔진(10)의 액추에이터(18)를 위한 제어 변수로 처리하는 제어 장치이다. 센서 장치(16)의 신호들은, 제어 장치(14)로 하여금 통상적으로 연소 엔진(10)에 의해 흡입된 공기 질량의 결정, 연소 엔진(10)의 크랭크 샤프트의 회전각 위치의 결정, 연소 엔진(10)의 온도의 결정 등을 가능케 한다. 이들 신호로부터 제어 장치(14)는 통상적으로, 연료를 연소 엔진(10)의 연소실 내로 계량공급하고 배기가스 터보차저의 과급압, 배기가스 피드백 속도 등을 설정하기 위한 제어 변수를 생성한다. 대안적으로, 제어 장치(14)는, 버스 시스템을 통해서 연소 엔진(10)의 제어 장치와 통신하는 별도의 제어 장치이다. 이 경우, 제어 장치(14)는, 본 발명에 따른 방법 및/또는 이하에서 소개되는 방법 실시예들 중 하나를 수행하도록, 다시 말해 각각 방법 시퀀스를 제어하고 이를 위해 필수적인 입력 신호의 평가를 수행하도록, 설계되며, 특히 프로그래밍된다.
배기가스 시스템(12)은 산화 촉매 컨버터(20) 및 SCR 촉매 컨버터(22)를 구비한다. SCR 촉매 컨버터의 배치는 도면에 도시된 배치과 상이할 수 있다. 중요한 것은, SCR 촉매 컨버터(22)의 유입구 상류에 환원제 계량공급 밸브(24)가 배치되고, 이 환원제 계량공급 밸브를 통해 환원제(26)가 저장 용기(28)로부터 배기가스로 계량공급된다는 것이다. 환원제 계량공급 밸브와 SCR 촉매 컨버터 사이에는 추가의 구성 요소가 존재하지 않는다. 환원제 계량공급 밸브(24)는 전자기 방식으로 작동되고, 이를 위해 제어 장치(14)에 의해 환원제 계량공급 밸브(24)의 솔레노이드를 관류하는 제어 전류(I)를 이용하여 제어된다. 이때, 펌프(32)에 의해 환원제(26)를 공급받는 공급 라인(30)을 통해 환원제(26)를 환원제 계량공급 밸브(24)에 공급하는 과정이 수행되고, 이때 펌프(32)는, 환원제 계량공급 밸브(24)를 통해서 수행되는, 배기가스 시스템(12) 내부로의 환원제(26) 분사를 위한 분사 압력을 발생시킨다. 펌프(32)에 의해 환원제 라인(30)의 펌프 연결부에서 발생하는 환원제 압력은, 그곳에 배치된 압력 센서(36)에 의해 검출되어 제어 장치(14)로 전달된다. 따라서, 환원제 계량공급 밸브(24)도 마찬가지로 제어 장치(14)에 의해 제어되는 액추에이터이다.
도 1은, 특히 본 발명이 사용되는 기술 환경을 보여준다. 이 경우, 본 발명이, 배기가스 시스템(12) 및 도면에 도시된 센서(16, 36) 그리고 액추에이터(18, 24)를 구비하여 도 1에 도시된 연소 엔진(10)의 구성에 한정되지 않는다는 점은 자명하다. 따라서, 대안적인 실시예들은, 배기가스 시스템(12)의 작동 파라미터를 검출하고 그에 상응하는 측정값을 제어 장치(14)로 전달하는 다양한 센서들을 구비할 수 있다. 그러한 센서로서, 일 실시예에서는 온도 센서; 및/또는 SCR 촉매 컨버터(22)의 상류 및/또는 하류에서 배기가스 내 NOX 농도를 검출하기 위한 센서; 및/또는 SCR 촉매 컨버터(22) 하류에서 배기가스 내 암모니아 농도를 검출하여 환원제(26)의 초과 계량공급의 확인을 가능하게 하는 센서;가 사용된다. 환원제 계량공급 밸브(24)는 압전 방식으로 제어되는 밸브일 수도 있다.
도 2는, 환원제 계량공급 밸브(24)의 기계 및 유압 관련 세부도이다. 환원제 계량공급 밸브(24)는, 규정에 따른 사용 시 배기가스 시스템(12)과 고정 연결되는 밸브 바디(38)를 구비한다. 밸브 바디(38) 내에는, 밀봉 바디(40), 예를 들어 노즐 니들이 축 방향으로 이동 가능하게 배치되며, 이 밀봉 바디는 폐쇄력에 의해 밸브 시트(42) 상에 가압되고, 개방력에 의해 밸브 시트(42)로부터 들어 올려지는 동시에 관류 횡단면(44)을 노출시키며, 이 관류 횡단면을 통해 환원제(26)가 배기가스 시스템(12) 내로 계량공급된다. 이로써, 도 2는 특히 배기가스 시스템 내로 돌출하는 분사 개구를 보여준다.
노즐 니들은 전자기 방식으로 작동된다. 일 대안에에서, 압전 방식 작동이 수행된다. 두 가지 경우에, 작동은 제어 장치(14)에 의해 수행된다.
도 3은, 전자기 방식으로 작동되는 경우에 환원제 계량공급 밸브(24)를 제어하는 데 이용되고 시간상 연속하는 2개의 부분 섹션(48 및 50)을 갖는 전류 프로파일(46)의 일 실시예를 보여준다. 여기서, 수평 파선(52)은, 개방된 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 상태를 유지하기 위해 필요한 유지 전류 레벨(52)을 표시한다. 길이(dt1)에 해당하는 제1 부분 섹션(48)에서는, 환원제 계량공급 밸브(24)를 신속하게 개방하기 위하여, 환원제 계량공급 밸브(24)의 솔레노이드를 통과하는 전류(I)가 비교적 높은 제1 값(I1)으로 설정된다. 제1 부분 섹션(48)에 이어서, 길이(dt2)에 해당하는 제2 부분 섹션(50)에서는 상대적으로 더 낮은 전류(I2)가 설정된다. 하지만, 상대적으로 더 낮은 전류(I2)도 유지 전류 레벨(52)를 표시하는 파선의 위쪽에 연장된다. 그 결과, 환원제 계량공급 밸브(24)는 전류 프로파일(46)에 따라 시간격(dt3)에 걸쳐 개방되고, 개방된 상태로 유지된다. 전술한 유지 전류 제어와 달리, 밸브가 일정한 제어에 의해 작동되는 더 간단한 밸브 회로도 사용될 수 있다.
도 4는, 시점 t1과 t2 사이의 제어 기간(dt3) 동안 환원제 계량공급 밸브(24)가 개방되는 전류 프로파일(46)을 보여준다. 우측 횡좌표 상에는, 이를 위해 전형적인 전류(I)의 값이 mA 단위로 기재되어 있다. 개방 시점(t1) 이전에 그리고 폐쇄 시점(t2) 이후에 환원제 계량공급 밸브(24)가 폐쇄된다. 개방 전에는, 2개의 구성 요소가 동일한 측지학적 높이에 있는 한, 환원제 계량공급 밸브(24)를 통과하면서 강하하는 분사 압력(p_24)의 값이 펌프 측에서 압력 센서(36)에 의해 측정된 압력(p_36)과 거의 같다. 상기 두 압력은 대략 일정하다. 압력 눈금은 좌측 횡좌표에 기재되어 있다.
환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 직후에는 분사 압력(p_24)이 강하게 강하하고, 환원제 계량공급 밸브(24)의 폐쇄 후에는 강하게 상승한다. 그에 이어서, 환원제 계량공급 밸브(24)가 더 폐쇄되면 분사 압력(p_24)이 더욱 강하게 진동한다. 압력 센서(36)에 의해 측정된 압력(p_36)은 처음에는 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방에 대해 덜 강하게 반응하고, 전체적으로 볼 때 분사 압력(p_24)보다 더 작은 진동 진폭을 갖는다.
개방 기간(dt3) 동안에는, 분사 압력(p_24)이 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36)과 오프셋[dp(t)]만큼 차이가 난다. 분사 압력(p_24)이 펌프 측에서 우세한 압력(p_36)보다 작기 때문에, 경우에 따라 압력 센서(36)에 의해 측정된 압력(p_36)에 대해 결정된 분사량에 미치지 못한다. 실제로 분사된 환원제의 양은, 환원제 압력(p_36)에 대해 계산된 분사량 및 제어 기간과, dp(t)의 파형에 따른 부족분만큼 차이가 난다.
도 5는, 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예로서의 흐름도를 보여준다. 이하에서 하나의 단계에 대해 언급하는 경우에, 이는 하위 단계들을 갖는 프로그램 모듈일 수도 있다. 연소 엔진(10)을 제어하기 위한 메인 프로그램(54) 내에서는, 다른 무엇보다 환원제(26)가 배기가스 내부로 계량공급될 수 있는지의 여부가 반복적으로 체크된다. 일반적으로, 엔진 제어 및 배기가스 센서에 따라 환원제의 양을 요구하는 계량공급 전략과, 상기 요구로부터 특히 환원제 계량공급 밸브의 제어를 계산하는 SCR 제어 소프트웨어가 엄격히 분리된다. 환원제(26)가 배기가스 내로 계량공급될 수 있는 경우, 단계 56에서 임의의 분사 펄스 폭으로, 즉, 임의의 전류 프로파일(46) 또는 제어 기간으로 계량공급될 환원제 양에 대한 목표값이 결정된다. 그 밖에도 환원제 펌프에서 압력 센서에 의해 측정될 수 있는 환원제의 압력이 검출된다. 경우에 따라 상기 압력으로부터, 측정된 배기가스 압력이 감산되거나 계산 모델에 의해 산출된 배기가스 역압이 감산된다. 환원제 펌프에 배치된 압력 센서가 절대 압력 센서인 경우에는, 바람직하게 주변 압력 센서에 의해 측정될 수 있는 주변 압력이 감산된다. 압력 센서와 환원제 계량공급 밸브의 설치 위치에 있어서 높이 차이가 있는 경우, 바람직하게 그 결과로 나타나는 유체 정역학적 압력차도 함께 계산됨으로써, 전체적으로 볼 때 환원제 계량공급 밸브에서 실제로 작용하는 분사 압력에 대한 최대한 정확한 값이 도출된다.
상기 분사 압력 및 계량공급될 환원제의 양에 따라, 마찬가지로 단계 56에서도 계속해서, 상기 환원제의 양을 계량공급하기 위해 환원제 계량공급 밸브가 개방 상태로 제어될 수 있는 제어 기간이 계산된다.
그에 이어서, 단계 58에서는 환원제 계량공급 밸브(24)가 개방 제어된다. 단계 60에서는, 환원제 계량공급 밸브의 개방 이후 경과된 시간(t)이 제어 장치 내부의 타이머에 의해 측정된다. 단계 62에서는, 펌프 측 압력[p_36(t)]의 측정이 수행된다. 이 압력 값은 측정된 시간(t)에 할당된다. 단계 64에서는, 압력 오프셋[dp(t)]이 측정된 시간(t)에 따라 결정된다. 이와 같은 과정은 예컨대, 사전에 학습되었거나 시험대에서 결정된 압력 오프셋 값[dp(t)] 및 시점(t)의 값들에 의해 규정되고 제어 장치(14) 내에 저장된 특성 곡선으로의 액세스를 통해 수행된다.
단계 66에서는, 경우에 따라 여전히 배기가스 역압, 주변 압력 및 유체 정역학적 압력을 이용하여 보정되는, 펌프 측에서 우세한 압력(p_36) 및 압력 오프셋[dp(t)]의 현재 결정된 값들의 합산이 결정된다. 압력 오프셋에 대한 값[dp(t)]이 적합하게 미리 결정된 경우, 상기 합산은 실제로 유효한 분사 압력(p_24)에 대한 추정값 또는 대체값이 된다. 이와 같은 방식으로, 환원제 계량공급 밸브(24)에서 실제로 우세 분사 압력이 모방된다.
단계 68에서는, 상기 합산 또는 상기 추정값에 환원제 계량공급 밸브(24)를 통과하는 질량 흐름이 할당된다. 이는 제어 장치(14)에서, 분사 압력(p_24)을 이용하여 지정될 수 있는 환원제 계량공급 밸브(24)의 압력 흐름 특성 곡선으로의 액세스를 통해 수행된다. 상기 질량 흐름은 단계 70에서 적분된다. 이로써, 적분의 값은 각각 현재 시점까지 하나의 연속하는 제어 기간 안에 분사된 환원제 양의 실제값을 나타낸다. 단계 72에서 상기 실제값은, 단계 56에서 결정된 목표값과 비교된다. 목표값에 도달하지 않는 한, 프로그램은 다시 단계 60으로 되돌아가며, 이 단계에서 다시 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 이후 경과된 시간이 결정된다. 따라서, 단계 60 내지 단계 72로 이루어진 루프(loop)는, 실제값이 단계 72에서 목표값에 도달하거나 목표값을 초과할 때까지 순환된다. 상기 조건이 충족되면, 환원제 계량공급 밸브가 단계 74에서 폐쇄되고, 방법은 단계 54에서 수행된 연소 엔진의 제어를 위한 메인 프로그램으로 되돌아간다.
도 6은, 본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시예를 보여준다. 단계 54 내지 70은 도 5의 단계 54 내지 70과 동일하다. 본 실시예에서는 먼저, 보정되지 않은 압력을 토대로 계량공급을 위한 제어 기간이 결정된다. 하지만, 계량공급 동안에는 연속으로 도 5에서와 같이 환원제 계량공급 밸브에서 유효하게 발생하는 분사 압력에 대한 추정값이 생성되고, 이로써 환원제 계량공급 밸브를 통과하는 현재의 질량 흐름이 계산된다. 상기 질량 흐름은 계량 동안 적분된다. 이로써, 계량된 양은 최초에 요구된 양과 편차가 있을 수 있는데, 그 이유는 바로 당시에는 압력 강하를 포함하여 유효하게 작용하는 분사 압력이 고려되었기 때문이다. 그러나 제어 기간은 제어가 진행되는 동안에는 더 이상 변경되지 않는다. 적분의 값은, 압력 오프셋의 질량 흐름 양의 적분에 상응하는 비율을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 비율은, 환원제 계량공급 밸브의 개방 시 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서 발생하는 분사 압력의 강하가 분사된 환원제의 양에 미치는 영향에 대한 추정값을 나타낸다.
상기 질량 흐름은 단계 70에서 적분된다. 이로써, 적분의 값은 각각 현재 시점까지 하나의 연속하는 제어 기간 안에 분사된 환원제 양의 실제값을 나타낸다. 단계 73에서는, 단계 56에서 결정된 제어 기간의 끝에 도달했는지의 여부가 체크된다. 체크 결과가 부정적이라면, 프로그램은 역으로 단계 60으로 되돌아가고, 여기서 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 이후 경과된 시간이 다시 결정된다. 따라서, 단계 60 내지 단계 73으로 이루어진 루프는, 실제 제어 기간이 자신의 목표값, 다시 말해 단계 56에서 결정된 제어 기간에 도달할 때까지 순환된다. 상기 조건이 충족되면, 환원제 계량공급 밸브가 단계 74에서 폐쇄된다. 그에 따라 방법은 메인 프로그램(54)으로 되돌아간다.
도 7은, 본 발명에 따른 방법의 제3 실시예를 보여준다. 본 실시예에서도, 연소 엔진(10)의 제어를 위한 메인 프로그램(54)에서는, 다른 무엇보다 환원제(26)가 배기가스 시스템(12) 내로 분사될 수 있는지의 여부가 반복적으로 체크된다. 분사될 수 있다면, 단계 76에서 제어 기간에 걸쳐 유지되는 환원제 계량공급 밸브의 개방에 의해 분사될 환원제 양에 대한 목표값이 생성된다. 단계 78에서는, 펌프 측에서 측정될 수 있는 환원제 압력(p_36)이 압력 센서(36)에 의해 검출된다.
그 대안으로, 압력 센서(36)가 존재하지 않는 경우에 또 다른 방법을 위해, 공급 라인(30)과 유압식으로 연결된 압력 제한 밸브에 의해 구조적으로 확정된 공칭 압력이 사용된다. 대안적으로, 공칭 압력은 용적 원리가 사용됨으로써 유지될 수도 있다. 이송 펌프에 의해 시스템 내로 이송된 환원제의 양이 정확하게 결정될 수 있고(공지되고) 시스템이 폐쇄되어 있으면(리턴 없음), 유입 및 유출되는 환원제 질량 흐름의 양 균등을 통해 시스템 압력이 설정될 수 있다.
단계 80에서는, 단계 76에서 결정된 분사될 양에 대한 목표값 및 단계 78에서 검출된 환원제 압력에 따라, 분사 압력(p_24)이 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36)과 같을 경우에 목표량이 분사될 제어 기간에 대한 목표값이 결정된다. 이와 같은 할당은 예컨대, 각각 하나의 제어 기간의 값이 환원제 압력 및 양 목표값으로 이루어진 값 쌍에 할당되어 있는, 제어 장치(14) 내에 저장된 특성맵을 이용하여 수행될 수 있다.
그에 이어서, 단계 82에서는 제어 기간의 목표값에 제어 기간 오프셋이 할당되며, 이 제어 기간 오프셋은, 상기 제어 기간 오프셋만큼의 제어 기간 연장이 분사 압력(p_24)의 압력 강하에 의해 야기되는 부족분을 보상하도록 미리 결정된다. 이와 같은 요구 조건에 상응하는 제어 기간 오프셋의 값은 제어 장치(14) 내에 특성 곡선의 형태로 저장되며, 이와 같은 특성 곡선은 제어 기간의 기본값들을 이용하여 지정된다. 특성 곡선의 다양한 값 쌍들은 바람직하게 시험대 테스트에 의해 미리 결정된다. 단계 84에서는, 제어 기간의 기본값과 제어 기간의 오프셋으로 이루어진 합산이 산출되고, 단계 86에서는 환원제 계량공급 밸브(24)가 개방된다.
단계 88에서는, 환원제 계량공급 밸브(24)가 단계 86에서 수행된 개방 이후 개방되어 있는 기간이 측정된다. 단계 90에서는, 상기 개방 기간이 단계 84에서 산출된 합산과 비교된다. 단계 88에서 각각 갱신된 제어 기간의 값이, 임계값으로서 이용되는, 단계 84에서 산출된 합산의 값보다 작으면, 단계 88 및 단계 90으로 이루어진 루프가 반복적으로 순환된다. 개방 기간이 상기 임계값에 도달하거나 임계값을 초과하면, 단계 92에서 환원제 계량공급 밸브(24)의 폐쇄가 수행된다. 그에 이어서, 방법은 연소 엔진(10)의 나머지 제어가 수행되는 단계 54로 다시 되돌아간다.
본 실시예에서 제어 기간 오프셋은, 환원제 계량공급 밸브의 개방 시 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서 발생하는 분사 압력의 강하가 분사된 환원제의 양에 미치는 영향에 대한 추정값을 나타낸다.
도 8은, 본 발명에 따른 방법의 제4 실시예를 보여준다. 제4 실시예는, 보정이 제어 기간에 기반하는 것이 아니라 환원제의 양에 기반해서 수행된다는 점에서 제3 실시예와 구별된다. 제4 실시예의 단계 54, 단계 76 및 단계 86 내지 단계 92와 제3 실시예의 단계 54, 단계 76 및 단계 86 내지 단계 92가 동일하다. 제4 실시예에서는 단계 76으로부터 단계 96으로 넘어가고, 상기 단계 96에서는 단계 76에서 생성된 양 목표값의 함수로서, 분사 압력(p_24)의 강하에 의해 야기된 부족분이 환원제 양 오프셋으로서 결정된다. 이 과정은, 예컨대 미리 결정되어 제어 장치(14) 내에 저장된 특성 곡선으로의 액세스를 통해 수행된다. 단계 98에서는, 단계 76에서 결정된 양 목표값과 단계 96에서 생성된 오프셋의 합산이 산출된다. 단계 100에서는, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36)이 검출된다. 이 과정은, 앞에서 이미 기술된 바와 같이, 압력 센서(36)에 의해 수행된다. 그 대안으로, 구조적으로 사전 설정된, 압력에 대한 공칭 값이 사용된다. 단계 102에서는 단계 98에서 산출된 합산 및 단계 100에서 검출된 압력의 함수로서, 제어 기간, 즉, 환원제 계량공급 밸브(24)를 개방 제어하는 전류 프로파일(46)의 분사 펄스 폭이 생성된다. 이 과정은 예컨대, 각각 하나의 제어 기간의 값이 양 및 압력으로 이루어진 값 쌍으로 저장되어 있는, 제어 장치(14) 내에 저장된 특성맵을 이용하여 수행된다.
본 실시예에서, 환원제 양 오프셋, 즉, 단계 96에서 결정된 부족분은, 환원제 계량공급 밸브의 개방 시 환원제 계량공급 밸브의 유입 포트에서 발생하는 분사 압력의 강하가 분사된 환원제의 양에 미치는 영향에 대한 추정값을 나타낸다.

Claims (11)

  1. 연소 엔진(10)의 배기가스 시스템(12)에 배치되고, 상기 배기가스 시스템(12) 내로 돌출하는 분사 개구 및 유입 포트를 구비한, 전기적으로 제어 가능한 환원제 계량공급 밸브(24)를 제어하기 위한 방법으로서,
    - 상기 유입 포트가 유입 라인(30)을 통해 펌프(32)와 유압식으로 연결되어 있고, 상기 펌프는 유입 포트에서 분사 압력(p_24)을 발생시키며,
    - 제어 장치(14)가 환원제 계량공급 밸브(24)의 제어 포트와 연결되어 있고, 제어 신호에 의해 환원제 계량공급 밸브(24)를 제어하며, 상기 환원제 계량공급 밸브(24)가 분사 개구와 유입 포트의 유압식 연결에 의해 이루어지는 개방 동작으로써 상기 제어 신호에 반응하며, 상기 제어 신호는, 유입 라인(30)의 펌프 측 단부에서 우세한(prevailing) 환원제 압력(p_36)에 따라 생성되는, 환원제 계량공급 밸브(24)의 제어 방법에 있어서,
    - 상기 제어 신호는 추가로, 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 시 환원제 계량공급 밸브(24)의 유입 포트에서 발생하는 분사 압력(p_24)의 강하가 분사된 환원제의 양에 미치는 영향에 대한 하나 이상의 추정값에 따라 생성되고,
    - 하나 이상의 추정값은, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36)에 대한, 제어 신호의 미리 결정된 제어 기간에 미리 결정된 오프셋[dp(t)]을 지시하며 제어 장치(14) 내에 저장된 데이터를 토대로 결정되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 분사될 환원제 양에 대한 목표값이 결정되고, 환원제 계량공급 밸브(24)가 개방 제어되며, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36) 및 오프셋[dp(t)]으로부터, 환원제 계량공급 밸브(24)의 유입 포트에서 우세한 압력(p_24)에 대한 순시값이 반복해서 결정되고, 상기 순시값을 토대로 해서 이미 실행 중에 있는 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 동작 동안 분사된 환원제 양의 실제값이 결정되어 목표값과 비교되며, 실제값이 목표값에 도달하면 상기 개방 제어가 종료되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    - 분사될 환원제 양에 대한 목표값 및 상기 환원제 양의 분사를 위해 필요한, 환원제 계량공급 밸브를 개방하는 제어 신호의 제어 기간이 결정되며,
    - 환원제 계량공급 밸브가 개방 제어되며,
    - 반복해서, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36) 및 오프셋[dp(t)]으로부터, 환원제 계량공급 밸브(24)의 유입 포트에서 우세한 압력(p_24)에 대한 순시값이 결정되고, 상기 순시값을 토대로 해서 이미 실행 중에 있는 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 동작 동안 분사된 환원제 양의 실제값이 결정되고, 반복해서 개방 제어의 시작 이후 경과된 실제 제어 기간이 결정되며,
    - 경과된 실제 제어 기간이 제어 기간의 목표값과 비교되고, 경과된 실제 제어 기간이 제어 기간의 목표값에 도달하면 개방 제어가 종료되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  5. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 펌프 측 단부에서 우세한 환원제 압력(p_36)에 대한 값은 그곳에 배치된 압력 센서(36)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  6. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 펌프 측 단부에서 우세한 환원제 압력(p_36)에 대한 값은 미리 결정된 공칭 압력인 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 하나 이상의 추정값은, 제어 신호의 제어 기간의 목표값 또는 환원제 양의 미리 결정된 기본값에 대해 미리 결정된 부족분을 각각 지시하는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 부족분은, 제어 기간의 미리 결정된 목표값 또는 환원제 양의 미리 결정된 기본값을 이용하여 지정되는 제어 장치의 메모리로부터 판독 출력되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 제어 신호의 생성 시, 분사될 환원제 양에 대한 목표값이 결정되며; 상기 목표값에 상응하는 환원제 양의 분사를 위해서 필요한 제어 신호의 제어 기간의 목표값이 결정되고, 상기 목표값은 미리 결정된 공칭값 또는 펌프 측에서 측정된 환원제 압력(p_36)의 함수로서 결정되며; 제어 기간의 목표값으로부터 제어 장치(14) 내에 저장된 데이터에 대한 액세스를 통해, 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 동안 예상할 수 있는 압력 강하[dp(t)]로 인해 나타나는 부족분이 결정되며; 제어 기간의 목표값이 추가 기간만큼 연장되어 부족분을 보상하는 추가량의 분사를 야기하도록 추가 기간이 결정되고, 제어 기간의 목표값과 추가 기간이 합산되어 개방 제어를 위해 사용되며; 반복해서, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36) 및 오프셋[dp(t)]으로부터 환원제 계량공급 밸브(24)의 유입 포트에서 우세한 압력(p_24)에 대한 순시값이 결정되고, 상기 순시값을 토대로 해서 이미 실행 중에 있는 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 동작 동안 분사된 환원제 양의 실제값이 결정되며; 반복해서, 개방 제어의 시작 이후 경과된 실제 제어 기간이 결정되며,
    - 경과된 실제 제어 기간이 상기 합산의 값과 비교되고, 경과된 실제 제어 기간이 합산의 값에 도달하면 개방 제어가 종료되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량공급 밸브의 제어 방법.
  10. 펌프(32), 제어 장치(14) 및 전기적으로 제어 가능한 환원제 계량공급 밸브(24)를 구비한 환원제 계량 장치로서,
    상기 제어 장치(14)는 환원제 계량공급 밸브(24)를 제어하도록 설계되며; 상기 환원제 계량공급 밸브(24)는 연소 엔진(10)의 배기가스 시스템(12)에 배치되도록 설계되고, 규정에 따른 사용시 배기가스 시스템(12) 내로 돌출하는 분사 개구 및 유입 포트를 구비하고, 상기 유입 포트는 유입 라인(30)을 통해서 펌프(32)와 유압식으로 연결되고, 상기 펌프는 유입 포트에서 분사 압력(p_24)을 발생시키며; 상기 제어 장치(14)는 환원제 계량공급 밸브(24)의 제어 포트와 연결되고, 제어 신호들을 이용하여 환원제 계량공급 밸브(24)를 제어하며; 상기 환원제 계량공급 밸브(24)는 분사 개구와 유입 포트의 유압식 연결에 의해 이루어지는 개방 동작으로써 상기 제어 신호에 반응하며; 상기 제어 장치(14)는, 유입 라인(30)의 펌프 측 단부에서 우세한 환원제 압력(p_36)에 따라 제어 신호를 생성하는, 환원제 계량 장치에 있어서,
    상기 제어 장치(14)는, 제어 장치(14) 내에 저장된 데이터를 토대로, 환원제 계량공급 밸브(24)의 개방 시 상기 환원제 계량공급 밸브(24)의 유입 포트에서 발생하는 분사 압력(p_24)의 강하가 분사된 환원제의 양에 미치는 영향에 대한 추정값을 생성하고, 상기 데이터는, 펌프 측에서 우세한 환원제 압력(p_36)에 대한, 제어 신호의 미리 결정된 제어 기간에 미리 결정된 오프셋[dp(t)]을 지시하며, 상기 추정값에 따라 제어 신호를 추가로 생성하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량 장치.
  11. 제10항에 있어서, 제어 장치(14)는, 제1항, 제4항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법의 시퀀스를 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 환원제 계량 장치.
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WO2005073529A1 (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. エンジンの排気浄化装置
US7467749B2 (en) * 2004-04-26 2008-12-23 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Methods and apparatus for injecting atomized reagent
DE102007017459B4 (de) 2007-04-03 2018-06-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dosierung von Reduktionsmittel zum Abgas eines Verbrennungsmotors und Steuergerät
US8393141B2 (en) * 2007-04-19 2013-03-12 Volvo Lastvagnar Ab Method and arrangement for monitoring of injector
US20080295492A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Caterpillar Inc. Injector cleaning system based on pressure decay
US7971426B2 (en) * 2007-11-01 2011-07-05 Ford Global Technologies, Llc Reductant injection system diagnostics
DE102009023325B4 (de) * 2008-12-10 2012-01-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr in einem Injektionssystem
CN202140144U (zh) * 2011-06-21 2012-02-08 中国汽车工程研究院股份有限公司 一种用于尿素溶液计量喷射的稳压装置
US9765669B2 (en) * 2015-09-29 2017-09-19 Deere & Company Method for injecting reductant into an exhaust gas of an engine using an oscillating supply pressures

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