KR20140134335A - Scr 시스템의 정화를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, SCR 촉매(260)의 상류의 배기 흐름에 환원제를 공급하고, 상기 SCR 촉매(260)의 상류와 하류에서 배기 흐름의 NOx 함량을 결정하고, 고온 처리에 의해 환원제 결정을 제거하여, SCR 시스템을 정화하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 환원제 결정이 기화하지 않는 상기 SCR 촉매(260)의 온도(T1)에서, 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하는 단계(s430), - 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 상승시키는 단계(s440), - 환원제 결정이 기화하는 상기 SCR 촉매(260)의 온도(T2)에서, 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하는 단계(s450), 및 상기 비(K1과 Kn)들을 비교하고, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위한 기초로서 이 비교를 이용하는 단계(s460)를 포함한다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 컴퓨터(200; 210)용 프로그램 코드(P)를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 장치와 그 장치를 구비하는 모터 차량에 관한 것이다.

Description

SCR 시스템의 정화를 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CLEANING OF AN SCR SYSTEM}
본 발명은 SCR 시스템을 정화하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 컴퓨터용 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 SCR 시스템을 정화하기 위한 장치 및 그 장치를 구비한 모터 차량에 관한 것이다.
오늘날, 차량은 SCR(선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction)) 시스템 내의 환원제로서, 예를 들면 요소(urea)를 사용하며, SCR 시스템은 SCR 촉매를 포함하며, SCR 촉매는 SCR 시스템 내에서 상기 환원제와 NOx 가스가 반응하여 질소 가스와 물로 변환될 수 있다. SCR 시스템 내에는 여러 유형의 환원제가 사용될 수 있다. 애드블루(AdBlue)는 일반적으로 사용되는 환원제의 일례이다.
SCR 시스템의 한 유형은 환원제를 수용하는 용기를 포함한다. 그 시스템은 용기로부터 흡인 호스(suction hose)를 통하여 상기 환원제를 인출하고, 압력 호스를 통하여 차량의 배기 시스템에 인접, 예를 들면 배기 시스템의 배기 파이프에 인접하게 위치하는 투입 유닛(dosing unit)으로 환원제를 공급하도록 구성된 펌프를 또한 포함한다. 투입 유닛은, 차량의 제어 유닛 내에 저장된 작업 루틴(operating routine)에 따라서 SCR 촉매의 상류에서 배기 파이프 내로 필요한 양의 환원제를 주입하도록 구성된다. 투입 양이 적거나 없는 경우에 압력 조절을 용이하게 하기 위하여, 시스템은 시스템의 압력 측으로부터 다시 용기에 이르는 회송 호스를 또한 포함한다.
차량의 배기 도관 내의 SCR 촉매는 특히 기화 모듈(vaporisation module) 및 SCR 기판(substrate)을 구비하는 부분을 포함한다. 상기 기화 모듈은 투입된 환원제를 기화시키도록 구성되어, 배기 가스와 투입 환원제의 양호한 혼합을 달성한다.
투입된 환원제 전체가 기화되지는 않는 경우에, 일반적으로 기화 모듈의 하나 이상의 부품에 부착되는 결정으로 이루어진 침전물(precipitate)이 형성될 수 있다. 환원제의 투입이 계속되면, 이 결정은 더욱 축적되어 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있다. 모터 차량의 SCR 시스템 내에서의 환원제 결정의 축적의 문제는 널리 알려져 있다.
상기 바람직하지 않은 환원제 결정의 축적(build-up)의 한 원인은, 소정 작동 상황에서 기화 모듈의 기화 능력이 과대 평가되었다는 점일 수 있다. 상기 환원제 결정은 요소 결석물(urea stone)이라고 지칭될 수도 있다.
SCR 촉매의 기화 모듈 내에는, 요소 결석물의 축적과 관련된 다수의 문제점이 존재한다.
첫 번째로, 엔진의 배기 시스템 내에 배기 배압(backpressure)이 증가하여 엔진에 더욱 큰 부하를 가할 수 있으며, 그에 따라 바람직하지 않은 높은 부하에서 엔진이 필요 이상으로 과도하게 작동하게 된다.
두 번째로, SCR 촉매에 의한 변환도(degree of conversion)가 저하될 수 있으며, 이는 차량으로부터 바람직하지 않은 방출물의 증가를 일으킨다.
세 번째로, 요소 결석물의 축적이 방지되지 않는 경우에, 배기 시스템은 결국에는 완전히 폐색될 수 있으며, 이는 배기 흐름의 통과를 완전히 방해한다.
본 발명의 목적은 SCR 시스템을 정화하기 위한 바람직한 신규 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SCR 시스템을 정화하기 위한 바람직한 장치 및 바람직한 신규 컴퓨터 프로그램을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SCR 시스템을 정화하기 위한 사용자-친화적이고 신뢰적인 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SCR 시스템을 정화하기 위한 작업장 방법(workshop method)을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SCR 시스템을 정화하기 위한 대안적 방법, 대안적 장치 및 대안적 컴퓨터 프로그램을 제안하는 것이다.
이 목적들은 청구항 1에 따라서 SCR 시스템을 정화하기 위한 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 한 태양은, SCR 촉매의 상류에서 배기 흐름에 환원제를 공급하고, 상기 촉매의 상류 및 하류에서 배기 흐름의 NOx 함량을 결정하고, 고온 처리(high-temperature procedure)에 의해 환원제 결정을 제거하여, SCR 시스템을 정화하기 위한 제안 방법이다. 본 방법은 이하의 단계들을 포함한다.
- 환원제 결정이 기화하지 않는 상기 촉매의 온도에서, 상기 촉매의 하류 및 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비를 결정하는 단계와,
- 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 상승시키는 단계와,
- 환원제 결정이 기화하는 상기 촉매의 온도에서, 상기 촉매의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비를 결정하는 단계와,
- 상기 비들을 비교하고, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위한 기초로서, 이 비교를 이용하는 단계.
SCR 촉매의 상류에서의 상기 NOx 함량은 한 실시 형태에 있어서 NOx 센서에 의하여 측정될 수 있다. 한 실시 형태에서, 그 함량은 차량의 제어 유닛 내에 저장된 모델에 따라 계산될 수 있다. 한 예에서, 그 함량은 엔진의 현재의 동작 점(operating point)에 관한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명은,
- 필요하다고 결정되었을 때에, 정화, 결정 및 비교의 추가 사이클을 적어도 1회 실시하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 적절한 회수의 그와 같은 사이클이 실시될 수 있다.
본 발명의 정화는, 상기 비가 결정되고 환원제가 기화하는 온도보다 높은 온도에서 실시될 수 있다. 따라서, SCR 시스템을 위한 시간-효율적 정화 방법이 달성된다.
환원제 결정이 기화하지 않는 온도에서 상기 비를 결정하는 단계는 온도 상승의 개시 후에 실시될 수 있다. 따라서, SCR 시스템을 위한 시간-효율적 정화 방법이 달성된다.
환원제가 기화하는 온도에서 상기 비를 결정하는 단계는, 미리 설정된 조건으로 상기 NOx 함량의 각 결정 시에 실시될 수 있다. 상기 미리 설정된 조건은 SCR 시스템의 바람직한 소정 동작 점에 관한 것일 수 있다. 따라서, 예를 들면 엔진 속도 및 배기 배압(backpressure)에 영향을 미침으로써, SCR 시스템과 관련된 엔진은 바람직한 동작 점으로 안내될 수 있다. 따라서, 엔진의 동작 점의 조정과 그에 따른 SCR 촉매의 온도가 효율적 방식으로 달성된다. 엔진의 동작 점을 변경함으로써, 배기 흐름의 온도를 제어하는 것이 가능하며, 이 온도는 SCR 촉매의 현재 온도에 영향을 미친다.
상기 환원제는 요소계(urea-based) 환원제, 예를 들면 애드블루(AdBlue)일 수 있다.
상기 정화는 20분, 30분, 60분 또는 100분일 수 있는 소정 시간 동안 실시될 수 있다.
본 방법은 기존 모터 차량 내에 실시하기가 용이하다. 본 발명에 따라 SCR 시스템을 정화하기 위한 소프트웨어는 차량의 제조 시에 차량의 제어 유닛 내에 설치될 수 있다. 따라서, 차량의 구매자는 선택 사양으로서 본 방법의 기능을 선택할 수 있다. 대안적으로, SCR 시스템을 정화하기 위한 혁신적인 본 방법을 실시하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 소프트웨어는 정비소(service station)에서 성능 개선(upgrading) 시에 차량의 제어 유닛 내에 설치될 수 있으며, 이 경우에 소프트웨어는 제어 유닛 내의 메모리 내에 설치될 수 있다. 특히, 차량 내에 추가 구성요소가 설치될 필요가 없으므로, 혁신적인 본 방법은 비용-효율적으로 실시된다. 따라서, 본 발명은 위에 기재된 문제들에 대하여 비용-효율적인 해결안을 제시한다.
SCR 시스템을 정화하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 소프트웨어는 업데이트하거나 교체하는 것이 용이하다. 더욱이, SCR 시스템을 정화하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 소프트웨어의 여러 부분들은 서로 독립적으로 교체될 수 있다. 이러한 모듈형 구성은 관리 관점에서 바람직하다.
본 발명의 한 태양은 SCR 시스템을 정화하기 위하여 제안된 장치이며, 그 장치에 의하여 SCR 촉매의 상류에서 배기 흐름에 환원제가 공급되고, 상기 촉매의 상류와 하류에서 배기 가스의 NOx 함량이 결정되고, 배기 흐름이 고온 처리됨으로써 환원제 결정이 제거된다. 본 발명의 장치는 아래의 수단들을 포함한다.
- 환원제 결정이 기화하지 않는 온도에서 상기 SCR 촉매의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비를 결정하기 위한 수단과,
- 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 상승시키기 위한 수단과,
- 환원제 결정이 기화하는 온도에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비를 결정하기 위한 수단과,
- 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위한 기초로서, 상기 비들을 비교하기 위한 수단.
본 발명의 장치는,
- 필요하다고 결정되었을 때에, 정화, 결정 및 비교의 사이클을 적어도 1회 실시하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 장치는,
- 상기 비가 결정되고 환원제 결정이 기화하는 온도보다 높은 온도에서 정화를 실시하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 장치는,
- 온도 상승의 개시 후에, 환원제 결정이 기화하지 않는 온도에서 상기 비를 결정하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 장치는,
- 미리 설정된 조건으로 상기 NOx 함량의 결정 시에, 환원제 결정이 기화하는 온도에서 상기 비를 결정하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 장치는,
- 미리 설정된 시간 동안에 상기 정화를 실시하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
위의 목적들은 SCR 시스템을 정화하기 위한 장치가 제공된 모터 차량에 의해 또한 달성된다. 차량은 트럭, 버스 또는 자동차일 수 있다.
본 발명의 한 태양은 SCR 시스템을 정화하기 위하여 제안된 컴퓨터 프로그램이며, 이 프로그램은 전자 제어 유닛 또는 전자 제어 유닛에 접속된 다른 컴퓨터가 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 따른 단계들을 실시하게 하기 위하여 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장된 프로그램 코드를 포함한다.
본 발명의 한 태양은 SCR 시스템을 정화하기 위하여 제안된 컴퓨터 프로그램이며, 이 프로그램은 전자 제어 유닛 또는 전자 제어 유닛에 접속된 다른 컴퓨터가 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 따른 단계들을 실시하게 하기 위한 프로그램 코드를 포함한다.
본 발명의 한 태양은, 전자 제어 유닛 또는 전자 제어 유닛에 접속된 다른 컴퓨터에서 상기 컴퓨터 프로그램이 실행될 때에, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 따른 방법 단계들을 실시하기 위하여 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장된 프로그램 코드를 포함하는 구성으로 제안된 컴퓨터 프로그램 제품이다.
당업자에게는, 이하의 상세 설명으로부터 그리고 본 발명의 실시에 의하여, 본 발명의 다른 목적, 장점 및 신규 특징이 명백하게 될 것이다. 본 발명은 아래에 기재되어 있기는 하나, 기재된 구체적 상세 설명으로 제한되지는 않는다는 점에 유의하여야 한다. 여기에서의 기재 내용을 이용할 수 있는 당업자라면, 본 발명의 범위 내의 다른 응용, 변경 및 다른 분야에서의 통합을 인식할 것이다.
본 발명 및 다른 목적과 장점들의 보다 충분한 이해를 위하여, 이하에 기재된 상세한 설명은 첨부 도면과 함께 참조되어야 하며, 도면에 있어서 동일 도면 부호는 여러 도면들에서 유사한 부분과 관련이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 차량을 개략적으로 나타낸다.
도 2a는 본 발명의 실시 형태에 따른 도 1에 도시된 차량을 위한 서브시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2b는 본 발명의 실시 형태에 따른 도 1에 도시된 차량을 위한 서브시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 태양에 따른 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 실시 형태에 따른 방법의 도식적 흐름도이다.
도 4b는 본 발명의 실시 형태에 따른 방법의 더욱 상세한 도식적 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 컴퓨터를 개략적으로 나타낸다.
도 1은 차량(100)의 측면도를 나타내다. 여기에 예시된 차량은 트랙터 유닛(110)과 트레일러(112)를 포함한다. 차량은 대형 차량, 예를 들면 트럭 또는 버스일 수 있다. 대안적으로, 차량은 자동차일 수 있다.
본 발명은 모든 SCR 시스템 내에 적용될 수 있으며, 따라서 모터 차량의 SCR 시스템으로만 한정되지는 않는다는 점에 유의하여야 한다. 본 발명의 한 태양에 따른 혁신적인 방법 및 혁신적인 장치는, 모터 차량 이외에, SCR 시스템을 포함하는 기타 플랫폼(platform), 예를 들면 선박(watercraft)에 매우 적합하다. 선박은 어떠한 종류라도 무방하며, 예를 들면 모터보트(motorboat), 기선(steamer), 페리(ferry) 또는 대형선(ship)일 수 있다.
본 발명의 한 태양에 따른 혁신적 방법 및 혁신적 장치는 예를 들면 공업용 엔진 및/또는 엔진-동력형 공업용 로봇(engine-powered industrial robot)을 포함하는 시스템에도 매우 적합하다.
본 발명의 한 태양에 따른 혁신적 방법 및 혁신적 장치는 다양한 유형의 발전소, 예를 들면 엔진-동력형 발전기를 구비하는 전기 발전소에도 매우 적합하다.
본 발명의 한 태양에 따른 혁신적 방법 및 혁신적 장치는 엔진 및 SCR 시스템을 포함하는 엔진 시스템, 예를 들면 기관차(locomotive) 또는 기타 플랫폼에 매우 적합하다.
혁신적인 본 방법 및 혁신적인 본 장치는 NOx 발생기(generator) 및 SCR 시스템을 포함하는 모든 시스템에 매우 적합하다.
용어 "링크"는 여기에서 광전자 통신 회선(opto-electronic communication line)과 같은 물리적 접속 또는 무선 접속, 예를 들면 라디오 링크 또는 마이크로파 링크와 같은 비-물리적 접속일 수 있는 통신 링크를 지칭한다.
용어 "라인"은 여기에서 유체, 예를 들면 액체 상태의 환원제를 유지하고 이송하기 위한 통로를 지칭한다. 라인은 임의의 크기의 파이프일 수 있고 임의의 적절한 재료, 예를 들면 플라스틱, 고무 또는 금속으로 이루어질 수 있다.
용어 "환원제"는 SCR 시스템 내에서 소정의 방출물을 환원시키기 위하여 사용되는 약품을 지칭한다. 이 방출물은 예를 들면 NOx 가스일 수 있다. 상기 환원제에 대한 또 다른 용어는 "환원체(reductant)"이다. 용어 "환원체"와 "환원제"는 여기에서 같은 의미로 사용된다. 상기 환원제는 한 실시 형태에서 이른바 애드블루이다. 물론, 다른 유형의 환원제가 사용될 수도 있다. 애드블루는 여기에서 환원제의 일례로서 인용되지만, 당업자는 혁신적인 본 방법과 혁신적인 본 장치가 다른 유형의 환원제와 함께 이용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
SCR 시스템 내의 환원제가 바람직하지 않은 환원제 결정을 형성할 수 있는 가능성이 여기에 기재되어 있다. 이 환원제 결정은 요소 응집물(urea clump), 요소 결석물(urea stone) 또는 요소 침전물(urea precipitate)로 지칭될 수도 있다.
엔진 및 관련 SCR 시스템이 온도 및 배기 흐름과 관련하여 소정 시간 동안 부적절한 동작 점(operating point)에서 가동되어, 기화될 수 있는 양보다 많은 환원제가 투입되면, 환원제 결정이 형성될 수 있다. 결과적으로, 배기 시스템 내에, 예를 들면 SCR 촉매의 기화 모듈 내에 또는 배기 시스템의 소음기 내에 환원제가 축적된다. 그와 같은 환원제의 축적은 초기에는 액체 형태로 이루어지지만, 부적절한 동작 점에서 엔진 및 SCR 시스템이 연속 작동되면, 고화가 일어나며 엔진 및 SCR 시스템의 연속 작동 중에 크기가 급속히 증가할 수 있는 이른바 요소 침전물(precipate)이 형성된다.
상기 환원제 결정은 주로 요소로 이루어질 수 있지만, 여러 유형의 다소 안정적인 퇴적물(deposit)이 발생할 수 있으며 예를 들면 CYA(시아누르 산(cyanuric acid)) 및 경우에 따라서는 아멜라이드(ammelide)를 함유할 수 있다.
상기 환원제 결정의 색조는 그 조성을 나타낼 수 있다. 원론적으로, 색조가 어두울수록, 결정을 구성하는 요소 부산물이 더욱 안정적이고, 연소(burning out)에 의해 결정을 성공적으로 제거하는 데에 필요한 온도가 더욱 높다.
침전이 개시되는 환원제 결정의 영역은 흔히 색조가 어둡지만, 후속 축적 층(subsequent build-up layer)은 색조가 보다 밝다.
도 2a는 차량(100)의 서브시스템(299)을 나타낸다. 이는 트랙터 유닛(110) 내에 위치한다. 이는 SCR 시스템의 일부일 수 있으며, 이 예에서 액체 형태의 환원제를 수용하도록 배치된 용기(205)를 포함한다. 상기 용기는 적절한 양의 환원제를 수용하고 필요에 따라 보충되도록 구성된다. 용기는 예를 들면 75리터 또는 50리터의 환원제를 수용할 수 있다.
환원제를 용기(205)로부터 펌프(230)로 안내하기 위하여 제1 라인(271)이 제공된다. 펌프는 임의의 적절한 펌프일 수 있다. 이는 전기 모터(미도시)에 의해 구동되도록 구성될 수 있다. 펌프는 용기(205)로부터 제1 라인(271)을 통하여 환원제를 인출하고 제2 라인(272)을 통하여 투입 유닛(250)에 공급하도록 구성된다. 투입 유닛은 전기적으로 작동되는 투입 밸브를 포함하며, 그에 의하여 배기 시스템에 추가되는 환원제의 흐름이 제어될 수 있다. 펌프(230)는 제2 라인(272) 내에서 환원제에 압력을 가하도록 구성된다. 투입 유닛(250)에는 스로틀(throttle) 유닛이 제공되며, 스로틀 유닛에 대하여 환원제의 상기 압력이 서브시스템(299) 내에서 증가한다.
투입 유닛(250)은 상기 환원제를 차량(100)의 배기 시스템에 공급하도록 구성된다. 배기 시스템은 도 2b와 관련하여 아래에 더욱 상세하게 기재되어 있다. 보다 구체적으로, 투입 유닛은 적절한 양의 환원제를 차량의 배기 시스템에 제어된 방식으로 공급하도록 구성된다. 이러한 실시 형태에 있어서, 환원제의 공급이 실시되는 배기 시스템 내의 위치의 하류에 SCR 촉매(도 2b 참조)가 제공된다.
투입 유닛(250)은, 예를 들면 배기 가스를 차량(100)의 연소 엔진(240)(도 2b 참조)으로부터 SCR 촉매(260)로 안내하기 위하여 제공된 배기 파이프(241)에 인접하게 위치한다.
투입 유닛(250)과 용기(205) 사이에는 제3 라인(273)이 배치되고, 밸브(250)에 공급된 환원체(reductant)의 소정 양을 용기로 다시 안내하도록 구성된다. 이러한 구성에 의하여, 투입 유닛의 바람직한 냉각이 이루어진다.
제1 제어 유닛(200)은 링크(293)를 통하여 압력 센서(220)와 통신하도록 배치된다. 센서는, 센서가 설치된 위치에서, 환원체의 현재 압력을 검출하도록 구성된다. 이 실시 형태에 있어서, 상기 센서는 펌프(230)의 하류에서 환원체의 작용 압력을 측정하기 위하여 제2 라인(272)에 인접하게 위치한다. 상기 센서는 환원체의 현재 압력에 관한 정보를 포함하는 신호를 제1 제어 유닛(200)에 연속적으로 전송하도록 구성된다.
제1 제어 유닛(200)은 링크(292)를 통하여 펌프(230)와 통신하도록 배치된다. 제1 제어 유닛은 예를 들면 서브시스템(299) 내의 환원체의 흐름을 조절하기 위하여 펌프의 작동을 제어하도록 구성된다. 제1 제어 유닛은 관련 전기 모터를 조절함으로써 펌프의 작동 동력을 조절하도록 구성된다.
제1 제어 유닛(200)은 링크(291)를 통하여 투입 유닛(250)과 통신하도록 배치된다. 제1 제어 유닛은, 예를 들면 차량의 배기 시스템으로의 환원체의 공급을 조절하기 위하여, 투입 유닛의 작동을 조절하도록 구성된다. 제1 제어 유닛은 예를 들면 용기(205)로의 환원체의 회송 공급을 조절하기 위하여 투입 유닛의 작동을 제어하도록 구성된다.
링크(290)를 통하여 제1 제어 유닛(200)과 통신하도록 제2 제어 유닛(210)이 배치된다. 제2 제어 유닛은 제1 제어 유닛에 분리 가능하게 접속될 수 있다. 제2 제어 유닛은 차량의 외부에 위치할 수 있다. 제2 제어 유닛은 본 발명에 따른 혁신적 방법 단계들을 실시하도록 구성될 수 있다. 제2 제어 유닛은 소프트웨어, 특히 혁신적인 본 방법을 실시하기 위한 소프트웨어를 제1 제어 유닛에 교차-설치(cross-load)하기 위하여 이용될 수 있다. 제2 제어 유닛은 대안적으로 차량 내의 내부 네트워크를 통하여 제1 제어 유닛과 통신하도록 배치될 수 있다. 제2 제어 유닛은 제1 제어 유닛과 실질적으로 유사한 기능을 실시하도록 구성될 수 있다.
혁신적인 본 방법은 제1 제어 유닛(200) 또는 제2 제어 유닛(210) 또는 이들 모두에 의하여 실시될 수 있으며, 이 경우에 제1 제어 유닛은 혁신적인 본 방법의 일부를 실행할 수 있고 제2 제어 유닛은 나머지 일부를 실행할 수 있다.
제2 제어 유닛(210)은 작업장 직원(workshop staff)이 차량의 점검 중에 이용하는 컴퓨터일 수 있다. 이와 관련하여, 작업장 직원은 제2 제어 유닛을 차량에 탑재된 내부 네트워크에 접속시키고 혁신적인 연소 방법(burn-out method)을 실시할 수 있다.
도 2b는 차량(100)의 서브시스템(298)을 나타낸다. 이는 트랙터 유닛(110) 내에 위치하며 SCR 시스템의 일부일 수 있다. 서브시스템은 이 예에서, 연소 엔진(240)과, 엔진에 의해 발생한 배기 흐름을 차량(100)의 소음기 내에 통상의 방식으로 병합된 SCR 촉매(260)로 안내하도록 구성된 제1 배기 통로(241)를 포함한다. 또한, 차량 외부로 배기 흐름을 안내하기 위하여 제2 배기 통로(251)가 제공된다.
제1 배기 통로(241)에 인접하게 제1 NOx 센서(245)가 제공되고 제1 배기 통로 내의 현재 NOx 함량을 측정하도록 구성된다. 이 센서는 SCR 촉매(260)의 상류에서 제1 배기 통로 내의 현재 NOx 함량을 측정하도록 구성된다. 제1 NOx 센서는 링크(246)를 통하여 제1 제어 유닛(200)과 통신하도록 배치된다. 이 센서는, 연속적으로, 단속적으로 또는 제1 제어 유닛으로부터의 요구 시에, 배기 흐름의 현재 NOx 함량에 관한 정보를 포함하는 신호를 제1 제어 유닛으로 전송하도록 구성된다. 제1 제어 유닛은 촉매의 상류에서의 배기 흐름의 현재 NOx 함량을 포함하는 상기 신호를 수신하도록 구성된다.
제2 배기 통로(251)에 인접하게 제2 NOx 센서(255)가 제공되고 제2 배기 통로 내의 현재 NOx 함량을 측정하도록 구성된다. 이 센서는 SCR 촉매(260)의 하류에서 제2 배기 통로 내의 현재 NOx 함량을 측정하도록 구성된다. 이 제2 NOx 센서는 링크(256)를 통하여 제1 제어 유닛(200)과 통신하도록 배치된다. 이 센서는, 연속적으로, 단속적으로 또는 제1 제어 유닛으로부터의 요구 시에, 배기 흐름의 현재 NOx 함량에 관한 정보를 포함하는 신호를 제1 제어 유닛으로 전송하도록 구성된다. 제1 제어 유닛은 촉매의 하류에서의 배기 흐름의 현재 NOx 함량을 포함하는 상기 신호를 수신하도록 구성된다.
SCR 촉매(260)에 인접하게 온도 센서(265)가 제공되고 촉매의 현재 온도를 측정하도록 구성된다. 이 센서는 촉매 내의 배기 흐름의 현재 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 이 센서는 촉매의 일부인 기화 모듈의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 이 센서는 링크(266)를 통하여 제1 제어 유닛(200)과 통신하도록 배치된다. 이 센서는, 연속적으로, 단속적으로 또는 제1 제어 유닛으로부터의 요구 시에, 감시 영역(monitoring region) 내의 현재 온도에 관한 정보를 포함하는 신호를 제1 제어 유닛으로 전송하도록 구성된다. 제1 제어 유닛은 촉매에 관한 감시 영역 내의 현재 온도를 포함하는 상기 신호를 수신하도록 구성된다.
제1 제어 유닛(200)은, 도 2a와 관련하여 위에서 또한 설명된 바와 같이, 제2 제어 유닛(210)과 통신하도록 구성된다.
제1 제어 유닛(200)은, 연속적으로, 단속적으로 또는 제1 제어 유닛으로부터의 요구 시에, 촉매(260)의 온도 및 촉매의 상류와 하류의 NOx 함량에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신하도록 구성된다.
SCR 시스템의 정화 전의 적절한 시간에, 기화된 환원제가 SCR 촉매(260)에 실질적으로 존재하지 않도록, 제1 제어 유닛(200)은 배기 흐름으로의 환원제의 공급을 중단하기 위하여 저장된 작업 루틴을 이용하도록 구성된다. 제1 제어 유닛은, 필요한 경우에, 예를 들면 환원제 결정이 기화하는 SCR 촉매 온도에서, 촉매의 상류와 하류에서의 배기 흐름의 NOx 함량을 결정하도록 구성된다. 제1 제어 유닛은, 필요한 경우에, 예를 들면 환원제 결정이 기화하지 않는 SCR 촉매 온도에서, 촉매의 상류와 하류에서의 배기 흐름 NOx 함량을 결정하도록 또한 구성된다.
제1 제어 유닛(200)은 SCR 촉매(260)의 상류에서 NOx 함량을 측정하기 위하여 제1 NOx 센서(245)를 이용하도록 구성될 수 있다. 제1 제어 유닛은 촉매의 하류에서 NOx 함량을 측정하기 위하여 제2 NOx 센서(255)를 이용하도록 구성될 수 있다.
제1 제어 유닛(200)은, SCR 촉매(260)의 상류에서 NOx 함량을 결정하기 위하여, 저장된 모델을 사용하도록 구성될 수 있다. 제1 제어 유닛은, 엔진(230)의 현재 작동 상태에 기초하여 촉매의 상류에서 NOx 함량을 결정하기 위하여, 저장된 모델을 사용하도록 구성될 수 있다.
SCR 촉매(260)의 상류에서 NOx 함량을 나타내는 이러한 모델화된 값은, 환원제가 기화하지 않는 촉매 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 얻기 위하여 이용될 수 있다.
SCR 촉매(260)의 상류에서 NOx 함량을 나타내는 이러한 모델화된 값은, 환원제가 기화하는 촉매 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 얻기 위하여 이용될 수 있다.
제1 제어 유닛(200)은 환원제가 기화하지 않은 온도에서 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 측정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 증가시키도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은 환원제가 기화하는 촉매 하류와 상류에서 측정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위하여, 상기 비(K1, Kn)들을 비교하도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은, 필요에 따라, 정화, 결정 및 비교의 추가 사이클을 실시하도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은, 상기 비(Kn)가 결정되고 환원제 결정이 기화하는 온도에 비하여, 더 높은 온도에서 정화를 실시하도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은, 온도 상승의 개시 후에, 환원제 결정이 기화하지 않는 온도에서 상기 비(K1)를 결정하도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은, 미리 설정된 조건 하에서 상기 NOx 함량의 각 결정 시에, 환원제 결정이 기화하는 온도에서 상기 비(Kn)를 결정하도록 또한 구성된다. 제1 제어 유닛은 미리 설정된 시간 동안에 상기 정화를 실시하도록 또한 구성된다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 개략적 도면이다.
도면은, 본 발명의 실시 형태에 따라, 시간(t)의 함수로서 SCR 촉매(260)의 온도(T)를 나타낸다.
SCR 시스템 내에 환원제 결정의 존재가 검출되면, 예를 들면 작업장 또는 정비소(service center)에서 작업자에 의하여 본 발명에 따른 연소 방법이 개시될 수 있다.
제1 시간(t1)에서 배기 흐름으로의 환원제의 공급이 차단되며, 그에 따라 SCR 촉매(260)에는 기화된 환원제가 실질적으로 존재하지 않는다. 기화된 환원제가 촉매에 실질적으로 존재하지 않으면, 엔진(240)은 촉매의 온도가 T1에 이르게 하는 배기 흐름을 일으키기 위하여 소망 동작 점에 도달하도록 제어된다. T1은 환원제 결정이 기화하지 않는 적정 온도일 수 있다. 그 온도는 섭씨 180도 미만, 예를 들면 섭씨 120도 또는 150도일 수 있다.
제2 시간(t2)에서, SCR 촉매(260)의 상류와 하류에서의 각각의 현재 NOx 함량이 측정되어, 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하기 위한 기초로서 사용된다. K1은 환원제 결정이 기화하는 온도에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이에 결정된 비들을 결정하기 위한 기준 값이다. 측정은 환원제 결정이 기화하지 않는 온도(T1)에서 실시되므로, K1은 상기 촉매 내에서 실질적으로 NOx 환원이 일어나지 않을 때에 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이의 비에 대한 기준 값으로 사용된다. 이는 본 발명에 따른 방법이 각각의 측정 NOx 함량의 측정 오차의 영향을 감소시키거나 실질적으로 완전히 보상한다는 장점을 제공한다.
대안적 실시 형태에 있어서, 제2 시간(t2)은 엔진(240)의 현재 동작 점이 촉매의 온도 T3에 대응하는, 즉 그 온도에 이르게 되는 동작 점으로 변경되는 시간이다. SCR 시스템 내의 배기 흐름의 온도가 급속히 변하더라도, 제3 시간(t3)에서 비로소 SCR 시스템의 현재 온도가 증가하기 시작한다. NOx 함량의 상기 측정 및 상기 비(K1)의 결정은 시간 t2와 시간 t3 사이에서 반복적으로 실시될 수 있다. 이의 효과에 의하면, 엔진의 소정 동작 점에서 측정이 이루어지는 한, 혁신적인 연소 방법이 정확하며, 이 경우에 혁신적인 본 방법의 측정 정확도는 높다.
시간 t4에서, 환원제 결정의 연소가 효과적으로 달성되는 온도 T3에 도달한다. 그 온도는 연소를 위한 적절한 온도, 예를 들면 섭씨 300도 또는 400도일 수 있다. 연소는 시간 t4와 시간 t5에 의해 미리 설정된 시간 간격 동안에 일어날 수 있다. 따라서, 연소는 시간 t5에서 중지된다.
현재 온도는 이때에 엔진의 동작 점의 변경에 의하여 온도 T3에서 온도 T2로 감소한다. 제6 시간(t6)에서 T2에 도달하며, T2는 환원제 결정이 기화하는 온도, 예를 들면 섭씨 220도 내지 250 범위 내의 온도이다.
제7 시간(t7)에서, SCR 촉매(260)의 상류와 하류에서 현재의 NOx 함량이 측정되어, 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하기 위한 기초로서 이용된다. 이 비(Kn)는 환원제 결정이 기화하지 않는 온도에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이에 결정된 비(K1)와 비교될 수 있다.
환원제 결정이 기화하는 온도에서 상기 비(Kn)가 결정될 때에, 잔존 환원제 결정은 적어도 일부가 기화하고 상기 촉매 내에서 적어도 소정의 NOx 환원을 일으킨다. 상기 촉매 내의 상기 NOx 환원은 상기 비(Kn)에 반영된다.
본 발명에 따른 방법은, 환원제 결정이 기화하지 않는 온도에서, 예를 들면 T2에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 각각의 NOx 함량을 결정하기 위한 시간들 사이에, SCR 촉매(260)의 온도가 예를 들면 T3까지 단속적으로 증가하는 것을 가능하게 한다. 따라서, SCR 시스템 내의 환원제 결정의 시간-효율적 연소가 달성된다.
환원제 결정이 기화하고 기화하지 않는 각각의 경우의 온도에서 측정된 비 K1과 K2 사이의 차이가 미리 설정된 문턱 값(TH)보다 큰 것으로 판정되면, SCR 시스템 내에 환원제 결정이 아직 존재하는 것으로 판정될 수 있으며, 이 경우에는 정화를 목적으로, 예를 들면 T3까지 추가로 일시적 온도 상승이 실시된다. 상기 추가 연소 후에, 바람직하게는 촉매의 온도를 T2에 이르게 하는 동작 점에서 엔진이 가동되고 있는 차량 상태에서, 촉매의 상류와 하류에서 현재 NOx 함량이 다시 측정될 수 있으며, 이때에 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이의 비(Kn)가 결정된다. 이는, 환원제 결정이 소망 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위하여, (온도 T1과 관련된) 기준 비(K1)와의 비교를 다시 실시하는 것을 가능하게 한다.
SCR 시스템의 반복 연소 중에 촉매의 온도를 상승시킴으로써, 신속한 연소가 이루어질 수 있다. 한 실시 형태에서, 연소는 예를 들면 T2에서 실시될 수 있으나, 더 높은 온도에서의 실시에 비하여 시간이 길어진다는 점에 유의하여야 한다.
반복 연소 중에, 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 각각의 NOx 함량들 사이에 그와 관련된 각각의 비(Kn)는, 환원제 결정이 기화하는 동일 온도에서, 예를 들면 T2에서 결정될 수 있으므로, 측정 정확도와 관련하여 바람직하다. 따라서, 제1 NOx 센서(245) 및 제2 NOx 센서(255)의 모든 측정 오차는 감소될 수 있다.
바람직한 한 실시 형태에서, 상기 기준 비(K1)는, 환원제가 기화하는 온도(T2)에서 상기 비(Kn)를 결정할 때의 엔진 작동 상태, 배기 질량 유량 등과 비교하여 그 조건들이 유사할 때에, 환원제 결정이 기화하지 않는 온도(T1)에서 결정된다. 시스템 내의 열 관성(thermal inertia)에 의하여, 상기 비(Kn)를 결정하는 시간에 대응하는 작동 상태는 온도를 결국에는 상기 T1보다 증가시키지만, 이 실시 형태는, 온도가 상당한 정도로 변하기 전에, 즉 상기 T1으로부터 적절한 값을 초과하여 벗어나기 전에 상기 기준 비(K1)를 결정한다. 따라서, 이 실시 형태에서 상기 기준 비(K1)는 환원제 결정이 기화하지 않는 온도에서 또한 결정된다. 그럼에도 불구하고, 엔진 작동 상태, 배기 질량 유량 등은, 환원제 결정이 기화하는 온도(T2)에서 상기 비(Kn)가 결정될 때의 시간에서의 조건들과 유사하다. 이 실시 형태는 측정 정확도와 관련하여 또한 바람직하다.
혁신적인 본 방법에 따라서, 적절한 수의 정화 사이클이 실시될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시 형태에 따라서 SCR 시스템을 정화하기 위한 방법의 개략적 흐름도이며, SCR 촉매의 상류에서 배기 흐름에 환원제가 공급되고, 상기 촉매의 상류와 하류에서 배기 흐름의 NOx 함량이 결정되고, 고온 처리에 의하여 환원제가 제거된다. 본 방법은 제1 단계 s401을 포함하며, 제1 단계는,
- 환원제 결정이 기화하지 않는 상기 촉매의 온도에서 상기 SCR 촉매의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하는 단계와,
- 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 상승시키는 단계와,
- 환원제 결정이 기화하는 상기 촉매의 온도에서 상기 SCR 촉매의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하는 단계와,
- 상기 비 K1과 K2를 비교하고, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위한 기초로서, 이 비교를 이용하는 단계를 포함한다. 본 방법은 단계 s401 후에 종료된다.
도 4b는, 본 발명의 실시 형태에 따라서, SCR 촉매(260)의 상류에서 배기 흐름에 환원제를 공급하고, 상기 촉매의 상류와 하류에서 배기 흐름의 NOx 함량을 결정하고, 고온 처리에 의하여 환원제를 제거하여, SCR 시스템을 정화하기 위한 방법의 개략적 흐름도이다.
본 방법은 SCR 시스템 내에, 예를 들면 SCR 촉매(260)의 일부인 기화 모듈 내에 환원제 결정의 존재를 결정하는 단계를 포함하는 제1 단계 s410을 포함한다. SCR 시스템 내의 환원제의 존재는 예를 들면 육안 검사(ocular inspection)에 의해 결정될 수 있다. 그 존재는 예를 들면 적절한 검출 공정에 의해 결정될 수 있다. 단계 s410에 이어서 단계 s420이 후속한다.
방법 단계 s420은 SCR 시스템의 정화 전에 예비 조치(preparatory measures)를 실시하는 단계를 포함한다. 그와 같은 조치는, 기화된 환원제가 촉매에 실질적으로 존재하지 않도록, 배기 흐름으로의 환원제 공급을 차단하는 것일 수 있다. 그와 같은 또 다른 조치는, 엔진의 소망 동작 점과 그에 따른 촉매의 온도 T1을 달성하기 위하여, 엔진의 속도와 배압을 제어하는 것일 수 있다. 엔진의 동작 점을 변경할 수 있는 여러 적절한 방식이 존재한다. 단계 s420에 이어서 단계 s430이 후속한다.
방법 단계 s430은 제1 온도(T1)에서 조건을 결정하는 단계를 포함한다. 단계 s430은 SCR 촉매의 상류에서 현재 NOx 함량을 측정하는 단계를 포함한다. 단계 s430은 촉매의 하류에서 현재 NOx 함량을 측정하는 단계를 포함한다. 단계 s430은 환원제 결정이 기화하지 않는 온도(T1)에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하는 단계를 포함한다. 단계 s430에 이어서 단계 s440이 후속한다.
방법 단계 s440은 SCR 시스템을 정화하는 단계를 포함한다. 이는, 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여, 배기 흐름의 온도를 T3로 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 정화는 미리 설정된 시간, 예를 들면 30분 또는 60분 동안 실시될 수 있다. 단계 s440에 이어서 단계 s450이 후속한다.
방법 단계 s450은 제2 온도(T2)에서 조건을 결정하는 단계를 포함한다. 단계 s450은 촉매의 상류에서 현재 NOx 함량을 결정하는 단계를 포함한다. 단계 s450은 촉매의 하류에서 현재 NOx 함량을 결정하는 단계를 포함한다. 단계 s450은 환원제 결정이 기화하는 온도(T2)에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 결정된 NOx 함량들의 비(Kn)를 결정하는 단계를 포함한다. 단계 s450에 이어서 단계 s460이 후속한다.
방법 단계 s430과 s450은 역순으로 실시, 즉 본 발명의 한 태양에서, 환원제 결정이 기화하는 온도(T2)에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하기 위한 단계는 환원제 결정이 기화하지 않는 온도(T1)에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 측정된 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하기 위한 단계 전에 실시될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
방법 단계 s460은, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위하여, 온도 T1과 T2 각각에서 결정된 상기 비 K1과 Kn을 비교하는 단계를 포함한다. 상기 비 K1과 Kn 사이의 차이가 미리 설정된 문턱 값(TH)보다 크지 않으면, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거된 것으로 판정될 수 있다. 상기 비 K1과 Kn 사이의 차이가 상기 미리 설정된 문턱 값(TH)보다 크면, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되지 않은 것으로 판정될 수 있으며, 이 경우에는 실질적으로 모든 환원제 결정이 기화되어 제거될 때까지 방법 단계 s440, s450 및 s460이 다시 실시된다. 본 방법은 단계 s460 후에 종료된다.
도 5는 장치(500)의 한 실시 형태의 도면이다. 도 2와 관련하여 설명된 제어 유닛(200 및 210)은 한 실시 형태에 있어서 장치(500)를 포함할 수 있다. 장치(500)는 비-휘발성 메모리(520), 데이터 처리 유닛(510) 및 판독/기록 메모리(550)를 포함한다. 비-휘발성 메모리(520)는 장치(500)의 기능을 제어하기 위하여 컴퓨터 프로그램, 예를 들면 운영 시스템이 저장되어 있는 제1 메모리 요소(530)를 구비한다. 장치(500)는 버스 제어기, 직렬 통신 포트, I/O 수단, A/D 변환기, 시간 및 데이터 입력 및 전달 유닛, 사상 계수기(event counter) 및 인터럽션 제어기(interruption controller)(미도시)를 또한 포함한다. 비-휘발성 메모리(520)는 제2 메모리 요소(540)를 또한 구비한다.
혁신적인 본 방법에 따라, 제안된 컴퓨터 프로그램(P)은 SCR 시스템을 정화하기 위한 루틴을 포함한다. 이는 실행 가능한 형태 또는 압축된 형태로 메모리(560) 및/또는 판독/기록 메모리(550) 내에 저장될 수 있다.
프로그램(P)은 환원제 결정이 기화하지 않는 상기 촉매의 온도에서 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 상승시키기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은 환원제 결정이 기화하는 상기 촉매의 온도에서 상기 촉매의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은 상기 비 K1과 Kn을 비교하고 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위한 기초로서 이 비교를 이용하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은, 필요하다고 결정되면, 정화, 결정 및 비교의 추가 사이클을 실시하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은, 상기 비(Kn)가 결정되고 환원제 결정이 기화하는 온도에 비하여, 더 높은 온도에서 정화를 실시하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은, 온도 상승 개시 후에, 환원제 결정이 기화하지 않은 온도에서 상기 K1을 결정하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은, 미리 설정된 조건 하에서 상기 NOx 함량의 각 결정 시에, 환원제가 기화하는 온도에서 상기 Kn을 결정하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은 미리 설정된 시간 동안에 상기 정화를 실시하기 위한 루틴을 포함한다. 프로그램은, 환원제 결정이 기화하지 않는 온도와 환원제 결정이 기화하는 온도에서 상기 촉매의 상류에서 NOx 함량을 계산하기 위하여, 저장된 모델을 이용하기 위한 루틴을 포함할 수 있다.
데이터 처리 유닛(510)이 소정 기능을 실행하는 것으로 기재되어 있는 경우에, 이는 그 유닛이 메모리(560) 내에 저장된 프로그램의 일부 또는 판독/기록 메모리(550) 내에 저장된 프로그램의 일부를 실행한다는 것을 의미한다.
데이터 처리 장치(510)는 데이터 버스(515)를 통하여 데이터 포트(599)와 통신할 수 있다. 비-휘발성 메모리(520)는 데이터 버스(512)를 통하여 데이터 처리 유닛(510)과 통신하도록 구성된다. 별도의 메모리(560)는 데이터 버스(511)를 통하여 데이터 처리 유닛과 통신하도록 구성된다. 판독/기록 메모리(550)는 데이터 버스(514)를 통하여 데이터 처리 유닛과 통신하도록 구성된다. 데이터 포트(599)는 예를 들면 자체에 연결된 링크(246, 256, 266, 290 및 293)를 구비할 수 있다(도 2 및 도 3 참조).
데이터 포트(599)에 데이터가 수신되면 제2 메모리 요소(540)에 일시적으로 저장된다. 수신된 입력 데이터가 일시적으로 저장되면, 데이터 처리 유닛(510)은 위에 기재된 바와 같이 코드 실행을 하도록 준비된다. 한 실시 형태에서, 데이터 포트에 수신된 신호는 SCR 촉매의 상류에서의 현재 NOx 함량에 관한 정보를 포함한다. 한 실시 형태에서, 데이터 포트에 수신된 신호는 촉매의 하류에서의 현재 NOx 함량에 관한 정보를 포함한다. 한 실시 형태에서, 데이터 포트에 수신된 신호는 촉매의 현재 온도에 관한 정보를 포함한다. 한 실시 형태에서, 데이터 포트에 수신된 신호는 제2 라인(272) 내의 환원제의 현재 압력에 관한 정보를 포함한다. 데이터 포트에 수신된 신호는 SCR 시스템을 가동하기 위하여 장치(500)에 의해 사용될 수 있다. 데이터 포트에 수신된 신호는, 본 발명의 한 태양에 따라서 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위하여, 장치(500)에 의해 이용될 수 있다.
메모리(560) 또는 판독/기록 메모리(550) 내에 저장된 프로그램을 실행하는 데이터 처리 유닛(510)이 이용되어, 여기에 기재된 방법의 일부가 장치(500)에 의하여 실시될 수 있다. 장치(500)가 프로그램을 실행하면, 여기에 기재된 방법이 실시된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 관한 위의 설명은 예시적인 설명을 위하여 제공된다. 이는 모든 형태들을 설명하도록 의도된 것은 아니며, 기재된 형태로 본 발명을 제한하기 위한 것도 아니다. 당해 분야의 기술자에게는 많은 변경 형태 또는 변형 형태가 자명할 것이다. 본 발명의 원리와 그 실용 형태를 가장 명확히 설명함으로써 당해 분야의 기술자가 여러 실시 형태에 대하여 그리고 의도된 용도에 적합한 여러 변형 형태와 함께 본 발명을 이해할 수 있도록 하기 위하여, 실시 형태들이 선택되고 기재되었다.

Claims (18)

  1. SCR 촉매(260)의 상류의 배기 흐름에 환원제를 공급하고, 상기 SCR 촉매(260)의 상류와 하류에서 배기 흐름의 NOx 함량을 결정하고, 고온 처리에 의해 환원제 결정을 제거하는 SCR 시스템 정화 방법에 있어서,
    - 환원제 결정이 기화하지 않는 상기 SCR 촉매(260)의 온도(T1)에서, 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하는 단계(s430)와,
    - 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 상승시키는 단계(s440)와,
    - 환원제 결정이 기화하는 상기 SCR 촉매(260)의 온도(T2)에서, 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하는 단계(s450)와,
    - 상기 비(K1과 Kn)들을 비교하고, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위한 기초로서 이 비교를 이용하는 단계(s460)를 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    - 필요하다고 결정되었을 때에, 정화(s440), 결정(s450), 및 비교(s460)의 추가 사이클을 실시하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 비(Kn)가 결정되고 환원제 결정이 기화하는 온도(T2)보다 높은 온도(T3)에서 정화가 실시되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 방법.
  4. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    환원제 결정이 기화하지 않은 온도(T1)에서 상기 비(K1)를 결정하는 단계(s430)는 온도 상승(s440)의 개시 후에 실시되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 방법.
  5. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    환원제 결정이 기화하는 온도(T2)에서 상기 비(Kn)를 결정하는 단계는 미리 설정된 조건으로 상기 NOx 함량의 각 결정 시에 실시되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 방법.
  6. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 환원제는 요소계 환원제, 예를 들면 애드블루인 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 방법.
  7. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 정화(s440)는 미리 설정된 시간(t4-t5) 동안에 실시되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 방법.
  8. SCR 촉매(260)의 상류의 배기 흐름에 환원제를 공급하고, 상기 SCR 촉매(260)의 상류와 하류에서 배기 흐름의 NOx 함량을 결정하고, 고온 처리에 의해 환원제 결정을 제거하는 SCR 시스템 정화 장치에 있어서,
    - 환원제 결정이 기화하지 않는 상기 SCR 촉매(260)의 온도(T1)에서, 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(K1)를 결정하기 위한 수단(200; 210; 500)과,
    - 정화를 목적으로 환원제 결정을 기화시키기 위하여 배기 흐름의 온도를 상승시키기 위한 수단(200; 210; 500)과,
    - 환원제 결정이 기화하는 상기 SCR 촉매(260)의 온도(T2)에서, 상기 SCR 촉매(260)의 하류와 상류에서 결정된 각각의 NOx 함량들 사이의 비(Kn)를 결정하기 위한 수단(200; 210; 500)과,
    - 상기 비(K1과 Kn)들을 비교하고, 환원제 결정이 의도된 정도까지 제거되었는지를 결정하기 위한 기초로서 상기 비교를 이용하기 위한 수단(200; 210; 500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    - 필요하다고 결정되었을 때에, 정화, 결정 및 비교의 추가 사이클을 실시하기 위한 수단(200; 210; 500)을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 장치.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    - 상기 비(Kn)가 결정되고 환원제 결정이 기화하는 온도(T2)보다 높은 온도(T3)에서 정화를 실시하기 위한 수단(200; 210; 500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 장치.
  11. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 청구항에 있어서,
    - 환원제 결정이 기화하지 않은 온도에서 상기 비를 온도 상승의 개시 후에 결정하기 위한 수단(200; 210; 500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 장치.
  12. 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 청구항에 있어서,
    미리 설정된 조건 하에서 상기 NOx 함량의 각 결정 시에 환원제 결정이 기화하는 온도(T2)에서 상기 비를 결정하기 위한 수단(200; 210; 500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 장치.
  13. 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 환원제는 요소계 환원제, 예를 들면 애드블루인 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 장치.
  14. 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 청구항에 있어서,
    미리 설정된 시간(t4-t5) 동안에 상기 정화를 실시하기 위한 수단(200; 210; 500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템 정화 장치.
  15. 모터 차량(100, 110)으로서,
    청구항 8 내지 청구항 14 중 어느 한 청구항에 따른 장치가 제공된 것을 특징으로 하는 모터 차량.
  16. 청구항 15에 있어서,
    트럭, 버스 또는 자동차 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모터 차량.
  17. SCR 시스템을 정화하기 위한 컴퓨터 프로그램(P)으로서,
    전자 제어 유닛(200; 500) 또는 전자 제어 유닛(200; 500)에 접속된 다른 컴퓨터(210; 500)가 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 따른 단계들을 실행하게 하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  18. 전자 제어 유닛(200; 500) 또는 전자 제어 유닛(200; 500)에 접속된 다른 컴퓨터(210; 500)에서 컴퓨터 프로그램이 실행될 때에, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 따른 방법 단계들을 실시하기 위하여 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장된 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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