KR20150029595A - 내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템 및 그 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

파티클 필터(12)를 갖는, 내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템으로서, 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스에서 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 측정하기 위하여 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스의 유동 방향으로 센서(15)가 위치 결정된다. 파티클 필터(12)에서 그을음 연소시에, 즉 파티클 필터(12)의 패시브 재생에 의한 제어되지 않은 그을음 연소시 또는 파티클 필터(12)의 액티브 재생에 의한 제어된 그을음 연소시에, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터(12)의 충전 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터(12)의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도가 제1 센서(15)에 의해 측정된 파티클 필터(12)의 하류측의 배기 가스에서 적어도 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 기초로 하여 결정된다.

Description

내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템 및 그 작동 방법{EXHAUST GAS RETREATMENT SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 배기 가스 재처리 시스템의 작동 방법에 관한 것이다.
실시로부터, 내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템이 공지되어 있는데, 상기 배기 가스 재처리 시스템은 파티클 필터, 파티클 필터의 상류측 배기 가스 유동 방형으로 배치되는 적어도 하나의 배기 가스 재처리 조립체, 및 적절하다면 파티클 필터의 하류측 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정되는 배기 가스 재처리 조립체를 포함한다. 배기 가스 유동 방향에서 보이는 배기 가스 재처리 조립체는 파티클 필터의 상류측에 위치 결정되고, 특히 산화 촉매 컨버터이다. 파티클 필터의 하류측에 위치 결정되는 배기 가스 재처리 조립체는 SCR-촉매 컨버터 및/또는 소음기 및/또는 열교환기 및/또는 황이탈 조립체일 수 있다. 파티클 필터라는 용어는 배기 가스가 통과하는 종래의 파티클 필터와, 배기 가스 유동이 분리 구조체를 따라 안내되는 경우에 또한 파티클 분리 장치를 모두 의미한다.
특히, 배기 가스의 유동 방향에서 보았을 때에, 산화 촉매 컨버터는 파티클 필터의 상류측에 위치 결정되고, 배기 가스 내의 일산화질소(NO)는 아래의 화학식에 따라 배기 가스 유동 내에 함유되어 있는 잔류 산소(O2)에 의해 산화 촉매 컨버터에서 이산화질소(NO2)로 산화된다.
2NO + O2 → 2NO2
이렇게 일산화질소가 이산화질소로 산화되는 중에, 고온에서의 산화 평형은 일산화질소측에 있다. 그 결과, 이산화질소의 성취 가능한 성분이 고온에서 크게 제한된다.
파티클 필터에서, 산화 촉매 컨버터에서 추출된 이산화질소는 파티클 필터에 수집된 탄소 함유 파티클, 소위 그을음에 의해 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 질소(N2) 및 일산화질소(NO)로 변환된다. 여기서, 파티클 필터의 패시브 재생의 의미에서, 탄소질 미세 물질 입자의 또는 파티클 필터 내에 퇴적되는 그을음의 연속적인 제거가 발생하고, 이 변환은 아래의 화학식에 따라 발생한다.
2NO2 + C → 2NO + CO2
NO2 + C → NO + CO
2C + 2NO2 → N2 + 2CO2
특히, 그러한 파티클 필터의 패시브 재생에서, 파티클 필터 내에 퇴적되는 그을음 또는 탄소질 미세 물질 파티클의 완벽한 변환이 발생할 수 없을 때에, 파티클 필터 내의 탄소 성분 또는 그을음 성분이 증가하며, 이때에 파티클 필터는 폐색하는 경향을 보이고, 그 결과 궁극적으로는 배기 가스 재처리 시스템의 상류측에 배치되는 내연 기관에서의 배기 가스 배압이 증가한다.
내연 기관에서의 배기 가스 배압의 상승은 내연 기관의 출력을 저감시키고 연료 소비를 증대시킨다. 탄소질 미세 물질 파티클의 양 또는 파티클 필터 내의 그을음의 증가, 및 이에 따라 파티클 필터의 폐색을 피하기 위하여, 이미 실시로부터 파티클 필터에 촉매 코팅을 제공하는 것이 공지되어 있다. 여기서, 백금-함유 코팅이 우선적으로 채용된다. 그러나, 촉매 코팅을 갖는 그러한 파티클 필터는 낮은 배기 가스 온도에서 탄소질 미세 물질 파티클, 즉 그을음에 의한 파티클 필터의 충전을 방지하는 데에 다소 불충분할 수 있다.
파티클 필터의 그을음 충전이, 필터 물질이 필터 기재의 그을음/ℓ의 3 내지 10 g인 특정한 한계값을 초과하면, 그을음의 제어되지 않는 점화가 발생할 수 있다. 이 경우에, 그을음은 갑자기 연소하는데, 탄소 산화의 발열성 때문에 1000℃ 이상의 온도를 증가시키고, 이는 필터 재료의 열 손상을 초래한다.
더욱이, 그을음에 의한 파티클 필터의 충전을 감소시키기 위해 파티클 필터의 액티브 재생을 채용하는 것이 실시로부터 공지되어 있다. 그러한 파티클 필터의 액티브 재생의 경우에, 배기 가스 온도는 예컨대 배기 가스 유동에 대한 연료의 추가를 통해 500℃ 내지 600℃로 주기적으로 액티브하게 상승되어, 탄화수소의 발열 반응 또는 산화에 의해 파티클 필터 내에 축적된 탄소질 미세 물질 파티클 또는 그을음 파티클을 연소시킨다. 이 경우에 파티클 필터에서 산소에 의한 탄소의 연소는 아래의 화학식에 따라 발생한다.
C + O2 → CO2
크게 상승된 온도에서, 일산화질소의 변환이 또한 관찰될 수 있다.
2C + 2NO → N2 + 2CO
그을음 입자의 연소에 의한 파티클 필터의 액티브 재생의 경우에, 마찬가지로 파티클 필터에서 발열성 탄소 산화 때문에 파티클 필터의 그을음 충전이 너무 높다는 위험이 존재하고, 1000℃ 이상의 심각한 온도 증가가 발생한다. 그러한 심각한 온도 증가의 경우에, 파티클 필터 및/또는 하류측에 연결되는 배기 가스 재처리 조립체의 손상이 발생할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 파티클의 패시브 재생의 경우에 문제가 있다. 여기서 또한, 파티클 필터에서 1000℃ 이상의 온도 증가는 심각한 발열 반응의 결과로서 발생할 수 있고, 그 결과로서 파티클 필터 및/또는 파티클 필터의 하류측에 연결되는 배기 가스 재처리 조립체가 다시 위험한 손상에 노출된다.
지금까지, 특히 파티클 필터의 패시브 재생에서, 미세 물질 파티클 또는 그을음 파티클의 제어되지 않은 연소가 파티클 필터에서 발생할 때에 이 발생을 적시에 검출하는 것이 가능하지 않다. 더욱이, 지금까지는, 특히 액티브 재생에 관하여 미세 물질 파티클 또는 그을음 파티클이 제어된 또는 대안적으로 제어되지 않은 방식으로 연소될 때에, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전 정도 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도를 안전하고 신뢰성 있게 결정하는 것이 가능하지 않다.
이것으로부터 시작하여, 본 발명은 내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템 및 그러한 배기 가스 재처리 시스템의 작동 방법의 새로운 종류를 안출하는 목적을 기초로 한다.
이 목적은 청구항 1에 따른 배기 가스 재처리 시스템을 통해 해결된다. 본 발명에 따르면, 파티클 필터의 하류측의 배기 가스에서 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 측정하기 위한 제1 센서가 파티클 필터의 하류측의 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정된다.
본 발명에서는, 먼저 배기 가스에서 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 측정하는 역할을 하는 센서를 파티클 필터의 하류측에 위치 결정하는 것이 제안된다. 그러한 센서의 도움으로, 파티클 필터의 액티브 재생 및 패시브 재생에 의해, 짧은 시간 동안에 발생하는 그을음 연소를 신뢰성 있게 추정하는 것이 가능하다. 더욱이, 이 센서에 의해 제공되는 측정 신호를 기초로 하여, 즉 제1 센서에 의해 결정되는 파티클 필터의 하류측의 배기 가스에서 산소 함량 또는 NOx 함량을 기초로 하여, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전 상태 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도가 쉽고 신뢰성 있게 결정될 수 있다.
우선적으로, 배기 가스에서 산소 함량 또는 NOx 함량을 측정하기 위한 제1 센서는 파티클 필터의 바로 하류측에서 배기 가스의 유동 방향으로 위치 결정되고, 즉 파티클 필터의 하류측에 연결되는 추가의 배기 가스 재처리 조립체 또는 각각의 추가의 배기 가스 재처리 조립체의 상류측의 배기 가스 유동으로 위치 결정된다. 이 구성은 이 경우에, 파티클 필터와 제1 센서 사이의 너무 큰 거리를 통한 시간 지연 또는 파티클 필터의 하류측에 연결되는 배기 가스 재처리 조립체를 통한 신호 왜곡이 예상되지 않기 때문에 유리하다
유리한 추가 개량에 따르면, 배기 가스에서 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 측정하기 위한 제2 센서가, 파티클 필터의 바로 상류측의 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정되고, 즉 파티클 필터의 상류측에 연결된 추가의 배기 가스 재처리 조립체 또는 각각의 추가의 배기 가스 재처리 조립체의 하류측에 위치 결정된다. 본 발명의 이 유리한 추가 개량은 특히 배기 가스 재처리 시스템 또는 내연 기관의 동적 작동 중에, 그을음에 의한 파티클 필터의 충전 및/또는 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도가 결정되어야 할 때에 중요하다.
제어 장치가 적용 가능한 제1 센서와 제2 센서에 의해 측정된 산소 함량 또는 NOx 함량을 처리한다.
그러한 배기 가스 재처리 시스템을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법이 청구항 7에 한정되어 있다. 파티클 필터에서 그을음 연소 중에, 즉 파티클 필터의 패시브 재생에 의한 제어되지 않은 그을음 연소시에 또는 파티클 필터의 액티브 재생에 의한 제어된 그을음 연소시에, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 연소 속도가 제1 센서에 의해 측정된 파티클 필터의 하류측의 배기 가스에서 적어도 산소 함량 또는 NOx 함량을 기초로 하여 결정된다.
본 발명의 바람직한 추가 개량은 종속 청구항 및 아래의 설명으로부터 얻어진다. 본 발명의 예시적인 실시예는 본 발명을 제한하는 일 없이 도면의 도움으로 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템의 예시적인 실시예의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 방법을 예시하는 타임 다이어그램이다.
도 1은 내연 기관(11)의 배기 가스 재처리 시스템(10)의 개략도를 도시하고, 도 1에 따르면, 배기 가스 재처리 시스템(10)은 파티클 필터(12)를 포함한다. 더욱이, 배기 가스 재처리 시스템(10)은 파티클 필터(12)의 상류측 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정되는 적어도 하나의 배기 가스 재처리 조립체(13) 및 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정되는 적어도 하나의 배기 가스 재처리 조립체(14)를 포함한다.
파티클 필터(12)의 상류측 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정되는 배기 가스 재처리 조립체(13)는 우선적으로 산화 촉매 컨버터이다.
파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정되는 배기 가스 재처리 조립체(14)는 우선적으로 SCR-촉매 컨버터 및/또는 소음기 및/또는 및/또는 황이탈 조립체 및/또는 열교환기일 수 있다.
본 발명에 관하여, 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스 유동 방향으로 제1 센서(15)를 위치 결정하는 것을 제안하고 있는데, 제1 센서는 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스 중의 산소 함량 및/또는 NOx 함량의 측정을 행한다. 배기 가스에서 산소 함량을 측정하는 제1 센서(15)는 우선적으로 파티클 필터(12)의 바로 하류측에서 배기 가스 유동 방향으로, 즉 파티클 필터(12)의 하류측에 연결되는 각각의 다른 배기 가스 재처리 조립체(14)의 상류측 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정된다.
우선적으로, 배기 가스 중의 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 측정하는 제2 센서(16)가 존재하고, 제2 센서는 배기 가스의 유동 방향으로 파티클 필터(12)의 바로 상류측에, 즉 파티클 필터(12)의 상류측에 연결되는 각각의 다른 배기 가스 재처리 조립체(13)의 하류측 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정된다. 그러나, 이 제2 센서는 바람직하더라도 선택적이다.
배기 가스 유동 방향으로 파티클 필터(12)의 바로 하류측에 위치 결정되는 제1 센서(15)와, 적절하다면 배기 가스 유동으로 존재하고 파티클 필터(12)의 바로 상류측에 위치 결정되는 제2 센서(16)는 우선적으로 각각 람다 센서 및/또는 NOx 센서이다.
더욱이, 도 1에 따르면, 배기 가스 재처리 시스템(10)은 제1 센서(15)와, 적절하다면 존재하는 제2 센서(16)에 의해 측정되는 배기 가스 중의 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 처리하는 제어 장치(17)를 포함한다.
이 경우에 제어 장치(17)는 본 발명에 따른 방법을 수행하는 역할을 하고, 본 발명에 따른 방법은 도 2를 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 2에는, 다수의 곡선 프로파일(18, 18', 19, 19')이 시간 경과에 따라 도시되어 있다.
곡선 프로파일(18, 18')은 각각 제1 센서(15)에 의해 제공되는 측정 신호, 즉 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스에서 제1 센서(15)에 의한 측정에 의해 검출되는 산소 함량이다.
곡선 프로파일(19, 19')은 각각 작동 중에 형성되는 파티클 필터(12)의 온도이다.
연속적인 선으로 도시되는 곡선 프로파일(18, 19)은 파티클 필터(12), 및 이에 따라 배기 가스 재처리 시스템(10)의 작동 케이스에 관한 것으로서, 파티클 필터(12)의 액티브 재생을 통해 배기 가스 온도가 증가되고 제어된 그을음 연소가 발생한다.
대조적으로 점선으로 도시된 곡선 프로파일(18', 19')은 파티클 필터(12)의 작동 상황을 시각화하는데, 파티클 필터(12)의 액티브 재생시에 시간(t1)에서 제어되지 않은 그을음 연소가 동일하게 발생한다.
따라서, 도 2로부터, 시간(t1)에서 제어되지 않은 갑작스런 그을음 연소가 바로 개시되면, 산소 함량의 반응, 즉 가파른 강하가 제1 센서(15)에 의해 제공되는 측정 신호(18')에서 결정될 수 있다는 것이 명백하다. 그러나, 그러한 제어되지 않은 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터(12)에서의 온도 증가는 오직 시간(t2)에서 온도 센서에 의해서만 결정될 수 있다. 그러나, 시간(t3)에서, 파티클 필터(12)에서의 그을음 연소가 대체로 종결된다.
본 발명에 따른 방법에서, 파티클 필터(12)에서의 그을음 연소시에, 즉 파티클 필터(12)의 패시브 재생에 의한 제어되지 않은 그을음 연소시 뿐만 아니라 파티클 필터(12)의 액티브 재생에 의한 제어된 그을음 연소시 모두에, 제1 센서(15)에 의해 결정되는 파티클 필터(12)의 하류측의 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 적어도 기초로 하여, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터(12)의 충전 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터(12)의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도를 결정하는 것이 제안된다.
배기 가스 재처리 시스템의 고정 작동 중에, 제1 센서(15)에 의해 제공되는 측정 신호, 즉 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스 중의 산소 함량 및/또는 NOx 함량이 이 목적을 위해 충분하다. 그러나, 대조적으로, 배기 가스 재처리 시스템(10)의 동적 작동 중에, 특히 내연 기관(11)의 작동점이 변화할 때에, 측정을 통해 제2 센서(16)에 의해 계산 또는 결정되는 파티클 필터(12)의 상류측 배기 가스 중의 산소 함량 및/또는 NOx 함량이 추가적으로 이 목적을 위해 사용되고, 이때에, 상기 함량의 결정은 파티클 필터(12)의 하류측 산소 함량과 파티클 필터(12)의 상류측 산소 함량 간의 차이를 기초로 하여 발생한다.
제1 센서(15)에 의해 측정되는 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스 중의 산소 함량 및/또는 NOx 함량으로부터, 그리고 파티클 필터(12)의 상류측 배기 가스 중의 계산된 또는 측정된 산소 함량 또는 NOx 함량, 그리고 내연 기관(11)에 의해 제어 장치(17)에 이용 가능해지는 배기 가스 유량 또는 배기 가스 질량 유량으로부터의 동적 작동 중에, 연소 그을음의 양은 아래의 화학식에 따라 결정될 수 있다.
C + O2 → CO2
2C + 2NO2 → N2 + 2CO2
2C + 2NO → N2 + 2CO
여기서, 각각의 연소된 산소 분자 또는 NOx 분자는 탄소 분자에 대응한다. 시간 경과에 따른 적분을 통해, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터(12)의 충전이 결정될 수 있다.
그을음 연소의 결과로서 파티클 필터(12)의 온도 증가는 아래의 식에 따라 결정될 수 있다.
△T = mC*HuC/((m배기 가스)*α배기 가스) + (m필터*α필터))
여기서, △T는 그을음 연소의 결과로서의 온도 증가에 대응하고, mC는 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전에 대응하며, HuC는 그을음의 칼로리값이고, m배기 가스는 배기 가스 질량 처리량에 대응하며, α배기 가스는 배기 가스의 열 용량에 대응하고, m필터는 필터 질량에 대응하며, α필터는 필터의 열 용량에 대응한다.
그을음 연소의 기간(△t)은 마찬가지로 센서(15)에 의해 제공되는 신호(18')로부터 결정될 수 있고, 도 3에 따르면, 특히 측정 신호(18')의 강하 및 이후의 측정 신호의 상승 후에 측정 신호가 대략 일정한 값을 취하면 시간(t3)에서 그을음 연소가 종결된다. 측정 신호(18')의 시간 미분으로부터, 파티클 필터(12)에서 그을음 연소의 속도가 추론될 수 있다.
dT/dt ≒ dO2/dt
dT/dt ≒ dNOx/dt
특히, 그을음 연소의 결과로서 제1 센서(15)의 측정 신호로부터 결정 및 예상되는 파티클 필터(12)의 온도 증가가 너무 크다고, 즉 제어 장치(17)에 저장된 한계값보다 크다고 결정되면, 파티클 필터(12)의 온도 증가가 감소됨으로써 파티클 필터의 손상 위험을 중화하도록 내연 기관(11)의 작동에 영향을 미칠 수 있다.
이를 위해, 예컨대 내연 기관(11)의 적절한 스로틀링을 통해 내연 기관의 신선한 공기 공급을 감소시켜, 궁극적으로 배기 가스 중의 산소 함량을 저하시킬 수 있다. 따라서, 내연 기관(11)의 작동은 특히 시간(t1)에서 그을음 연소의 시작이 검출될 때에 직접적으로 영향을 받을 수 있으므로, 파티클 필터(12)의 감소되고 중요하지 않은 온도 증가가 생긴다.
그을음 연소의 결과로서의 파티클 필터(12)의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터(12)의 충전이 제어 장치(17)에 저장될 수 있다. 특히, 그을음 연소의 결과로서의 온도 증가가 너무 크고 및/또는 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터(12)의 충전이 너무 크면, 파티클 필터(12)에 대한 및/또는 내연 기관(11)에 대한 진단 메시지가 우선적으로 발생되고, 제어 장치(17)에 저장되며 적절하다면 디스플레이된다. 이 방식으로, 파티클 필터(12)의 유지 보수가 특히 파티클 필터의 온도 증가가 너무 클 때에 시작될 수 있다. 더욱이, 특히 예컨대 노즐 또는 터보차저의 높은 마모를 통해 너무 높게 유발되는 가공전의 그을음 방출물 때문에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전이 너무 높으면 내연 기관(11)의 분사 노즐 및/또는 터보차저의 유지 보수가 시작될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 추가 개량에 따르면, 본 발명에 따른 방법에 의해 결정되는, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터(12)의 충전 및/또는 그을음 연소의 결과로서의 파티클 필터(12)의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도를, 저장 장치에 저장되는 파티클 필터(12)의 그을음 충전 모델의 대응하는 양과 비교하는 것이 제공될 수 있다. 파티클 필터 내에 퇴적된 양이 충전 압력, 분사 압력 등과 같은 알고리즘 및 엔진 작동값에 의해 결정되는 경우에, 그을음 충전 모델은 종래 기술이므로, 이러한 점에서 더 논의되지 않는다. 현재, 파티클 필터 충전은 정확도가 없거나 불충분한 센서 시스템을 기초로 하여 결정될 수 없으므로, 실제값과 충전 모델의 비교가 가능하지 않다. 그 결과, 예컨대 실제값의 드리프팅(drifting)이 검출될 수 없고, 이에 따라 그을음 충전 모델이 정확한 값을 공급하지 못한다.
이 경우에 방법은 다음과 같이 관여한다: 특히 제1 센서(15)의 측정 신호의 함수로서 결정된 적어도 하나의 값이 파티클 필터(12)의 충전 모델의 대응하는 양으로부터 벗어날 때에, 편차를 기초로 하여 파티클 필터(12)의 충전 모델의 조정을 위한 보정값이 결정되어 보정값에 의해 파티클 필터(12)의 충전 모델을 조정할 수 있다.
특히 그을음에 의한 파티클 필터(12)의 충전 및 제1 센서(15)의 측정 신호를 기초로 하여 결정된 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터(12)의 온도 증가가 임계적인 한계값 미만이고 더욱이 대응하는 값이 충전 모델의 대응하는 양과 일치하면, 제어에 관하여 어떠한 작용도 요구되지 않는다.
특히, 그을음 연소의 결과로서 결정된 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음에 의한 파티클 필터의 결정된 충전이 임계적인 한계값 미만이지만, 이들 값이 제어 장치(17)에서 결정된 대응하는 양에서 벗어난 경우, 적어도 하나의 특정값의 결정을 통해 충전 모델의 조정이 발생할 수 있다. 액티브 필터 재생시에, 이러한 조정은, 예컨대 재생 간격의 변화를 초래한다.
특히, 그을음 연소의 결과로서 결정된 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음에 의한 파티클 필터의 결정된 충전이 임계 한계값 미만이지만 이들 값이 제어 장치(17)에서 결정된 대응하는 양으로부터 벗어난 경우에, 적어도 하나의 특성값의 결정을 통해 충전 모델의 조정이 일어날 수 있다. 액티브 필터 재생시에, 이 조정은 예컨대 재생 간격의 변화를 초래한다.
특히, 그을음 연소의 결과로서 결정된 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음에 의한 파티클 필터의 결정된 충전이 임계 한계값을 초과할 때에, 전술한 바와 같이 적어도 하나의 진단 메시지가 발생되고, 및/또는 내연 기관(11)의 작동에 영향을 미침으로써 온도 증가가 능동적으로 중화된다.
10: 연소 가스 재처리 시스템
11: 내연 기관
12: 파티클 필터
13, 14: 배기 가스 재처리 조립체
15, 16: 센서
18, 18', 19, 19': 곡선 프로파일

Claims (12)

  1. 파티클 필터(12)를 갖는, 내연 기관의 배기 가스 재처리 시스템으로서,
    파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스에서 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 측정하기 위하여 파티클 필터(12)의 하류측 배기 가스의 유동 방향으로 센서(15)가 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파티클 필터(12)의 상류측 및/또는 하류측에 추가의 배기 가스 재처리 시스템(13, 14)이 마련되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    배기 가스에서 산소 함량을 측정하기 위한 센서(15)는 파티클 필터(12)의 바로 하류측의 배기 가스 유동으로 위치 결정되고, 즉 파티클 필터(12)의 하류측에 연결된 각각의 추가의 배기 가스 재처리 조립체(14)의 상류측에 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
    배기 가스에서 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 측정하기 위한 추가 센서(16)가, 파티클 필터(12)의 바로 상류측의 배기 가스 유동 방향으로 위치 결정되고, 즉 파티클 필터(12)의 상류측에 연결된 추가의 배기 가스 재처리 조립체(13) 또는 각각의 추가의 배기 가스 재처리 조립체(13)의 하류측에 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적절하다면 존재하는 제1 센서(15)와 제2 센서(16)는 람다 센서 및/또는 NOx 센서인 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적절하다면 존재하는 제1 센서(15)와 제2 센서(16)에 의해 측정되는 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 처리하는 제어 장치(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 장치(17)는 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 배기 가스 재처리 시스템을 작동시키는 방법으로서,
    파티클 필터에서 그을음 연소시에, 즉 파티클 필터의 패시브 재생에 의한 제어되지 않은 그을음 연소시 또는 파티클 필터의 액티브 재생에 의한 제어된 그을음 연소시에, 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도가, 제1 센서에 의해 측정된 파티클 필터의 하류측의 배기 가스에서 적어도 산소 함량 및/또는 NOx 함량을 기초로 하여 결정되는 것인 배기 가스 재처리 시스템의 작동 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    배기 가스 재처리 시스템의 동적 작동 중에, 제2 센서에 의해 계산 또는 측정되는 파티클 필터의 상류측의 배기 가스에서 산소 함량 및/또는 NOx 함량은 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음 연소 속도를 결정하는 데에 추가적으로 이용되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템의 작동 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    특히 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가가 너무 크다고 결정될 때에, 배기 가스 재처리 시스템의 상류측에 연결되는 내연 기관의 작동에 영향을 미침으로써 온도를 감소시키는 조치가 취해지는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템의 작동 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가가 너무 크고 및/또는 그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 충전이 너무 크다고 결정될 때에, 배기 가스 재처리 시스템의 상류측에 연결되는 파티클 필터를 위한 적어도 하나의 진단 메시지 및/또는 내연 기관을 위한 적어도 하나의 진단 메시지가 발생되고, 저장되며, 적절하다면 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템의 작동 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    그을음 연소 전에 그을음에 의한 파티클 필터의 결정된 충전 및/또는 그을음 연소의 결과로서 파티클 필터의 온도 증가 및/또는 그을음 연소의 속도가 파티클 필터의 충전 모델의 대응하는 양과 비교되고, 특히 적어도 하나의 결정된 값이 파티클 필터의 충전 모델의 대응하는 양으로부터 벗어날 때에, 파티클 필터의 충전 모델의 조정을 위한 정정값이 결정되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재처리 시스템의 작동 방법.
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JP4032774B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置

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