KR20150067281A - 배기가스 스트림 내의 물질의 농도/분율 조절 - Google Patents

배기가스 스트림 내의 물질의 농도/분율 조절 Download PDF

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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

본 발명은, 클러치 장치를 통해 변속기에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동계 및 상기 연소 엔진으로부터 나오는 배기가스 스트림을 제거하기 위해 배치된 배기 시스템을 포함하는 자동차의 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하기 위한 방법에 관계된 것으로서, 이 방법은, 상기 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질 TEx의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 관성 주행(coasting)의 활성화 또는 비활성화를 위해 상기 구동계를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 상기 배기가스 스트림 내의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차이이다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 프로그램 제품, 시스템 및 이러한 시스템을 포함하는 자동차에도 관계된 것이다.

Description

배기가스 스트림 내의 물질의 농도/분율 조절{REGULATION OF CONCENTRATION/FRACTION OF SUBSTANCES IN AN EXHAUST STREAM}
본 발명은 자동차의 구동계 제어에 의해 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율(concentration/fraction)을 조절하는 방법에 관계된 것이다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 프로그램 제품, 시스템 및 이러한 시스템을 포함하는 자동차에도 관계된 것이다.
주로 도시 지역에서의 오염 및 공기 질 때문에 자동차로부터의 배기가스 배출과 관련한 법 및 규칙이 입안되었다. 이러한 법 및 규칙은 연소 엔진이 설치된 자동차에 대한 배기가스 배출 허용 한도(배출 표준)를 규정하는 요건들의 일습으로 구성되는 것이 보통이다. 예를 들어, 대부분의 유형의 차량에 대해 대체로 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 분진이 규제된다.
이러한 배출 표준을 충족시키기 위해, 연소 엔진에서의 연소에 의해 야기된 배기가스는 후처리(정화)되고 있다. 예를 들어, 소위 촉매 정화 공정(catalytic purification process)이 사용되고 있는데, 그 이유는 후처리 시스템은 일반적으로 촉매를 포함하고 있기 때문이다. 또한, 후처리 시스템은 하나 또는 다수의 분진 필터와 같은 다른 구성요소들을 대안으로서 혹은 하나 또는 다수의 촉매와 조합되어 포함한다.
도 1은 연소에 의해 발생된 배기가스 스트림이 터보차저(220)를 거쳐서 끌려 나가는, 자동차(100)의 연소 엔진(101)을 도시하고 있다. 배기가스 스트림은 후속해서 파이프(204)(화살표로 표시됨)를 경유해서 디젤 산화 촉매(DOC)(205)를 거쳐 분진 필터(디젤 분진 필터, DPF)(202)로 인도된다. 또한, 후처리 시스템은, 분진 필터(202)의 하류에 배치되며 암모니아(NH3) 또는 암모니아를 생성/형성시킬 수 있는 성분을 질소산화물 NOx의 양을 감소시키기 위한 첨가제로서 사용하는 SCR 촉매(201)[선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction), SCR]를 포함한다. 분진 필터(202)는 대안으로서 SCR 촉매(201)의 하류에 배치될 수 있다. 디젤 산화 촉매 DOC(205)는 여러 가지 기능을 하며, 엔진 프로세스가 배기가스 스트림 안에 일반적으로 발생시키는 잉여 공기를 디젤 산화 촉매 내의 귀금속 코팅과 공동으로 화학 반응기로서 사용한다. 디젤 산화 촉매는, 통상적으로는, 배기가스 스트림 내의 잔류 탄화수소 및 일산화탄소를 이산화탄소와 물과 열로 산화시키고 일산화질소를 이산화질소로 변환시키는 데 주로 사용된다.
연소 엔진의 연소실(실린더) 내에서의 연료 연소와 관련되어서 매연(soot) 미립자가 형성된다. 이 이유로 인해, 매연 미립자를 포집하는 데에 분진 필터가 사용되고, 이에 따라 분진 필터는 배기가스 스트림이 필터 구조체를 통과하여 인도되게 하는 기능을 하는 데, 상기 필터 구조체에서는 통과하고 있는 배기가스 스트림으로부터 매연 미립자가 포집되어 상기 분진 필터에 저장된다. 분진 필터는 차량이 구동됨에 따라 매연으로 채워지고, 곧 이어 분진 필터는 매연을 비워내야 하는데, 이는 일반적으로 소위 재생(regeneration)의 도움을 받아 달성된다. 상기 재생은 매연 미립자(주로 탄소 미립자)를 하나 또는 다수의 화학적 처리 공정에서 이산화탄소 및/또는 일산화탄소로 변환시키는 것을 수반한다. 재생은 여러 가지 방식으로 생길 수 있는데, 예를 들어, 종종 수동 재생(passive regeneration)이라고 하는 소위 NO2-계 재생의 도움을 받거나, 혹은 종종 능동 재생(active regeneration)이라고 하는 소위 산소(O2)-계 재생을 통해서 생긴다.
수동 재생과 관련하여, 일례로 아래의 식(1)에 따라 탄소와 이산화질소 간의 반응에서 일산화질소와 이산화탄소가 형성된다.
NO2 + C = NO + CO (1)
그러나 수동 재생은 이산화질소의 이용도에 크게 좌우된다. 이산화질소의 공급이 감소하면, 재생 속도도 감소한다. 이산화질소의 공급은 예를 들어 이산화질소의 형성이 방해받으면 감소할 수 있는데, 이러한 방해는 예를 들어 후처리 시스템 내의 하나 또는 여러 개의 구성요소가 적어도 일부 유형의 연료, 예를 들어 디젤에서 일반적으로 발생하는 황으로 오염된 경우에 발생할 수 있다. 경쟁하는 화학 반응은 또한 이산화질소 변환도 방해한다.
수동 재생의 장점은 원하는 반응 속도 및 그에 따른 필터가 비워지는 속도 가 보다 더 낮은 온도에서 달성된다는 것이다. 전형적으로 수동 재생하는 동안의 분진 필터의 재생은 200℃에서 500℃까지의 범위의 온도에서 발생하는데, 이 범위보다 더 높은 범위의 온도가 일반적으로 바람직하긴 하다. 이러한 것에도 불구하고, 능동 재생 시의 상당히 더 낮은 온도 범위와 비교할 때에, 이는 예를 들어 SCR 촉매가 존재하는 경우에는 큰 장점을 구성하는데, 그 이유는 SCR 촉매에 손상을 줄 위험이 있을 정도로 높은 온도 레벨이 달성되는 데에는 위험이 없기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 효과적인 수동 재생이 일어날 수 있도록 하기 위해서는 비교적 고온이 달성되는 것이 중요하다.
능동 재생, 즉 소위 산소(O2)-계 재생의 경우, 화학적 처리 공정은 주로 다음의 식(2)에 따라 발생한다.
C + O2 = CO2 + 열 (2)
따라서, 능동 재생 시에, 탄소 플러스 산소는 이산화탄소 플러스 열로 변환된다. 그러나 이 화학 반응은 온도에 크게 의존하고, 상당한 반응 속도가 일단 발생하도록 하기 위해서는 비교적 높은 필터 온도가 필요하다. 전형적으로, 500℃의 최소 분진 필터 온도가 필요하지만, 바람직하기로는, 재생이 원하는 속도로 발생하도록 하기 위해서는 상기 필터 온도는 더욱더 높은 온도라야 한다. 화학 반응, 예를 들어 상기 식(1) 및 식(2)에 따른 반응의 반응 속도는 또한 반응물의 농도에도 의존한다. 예를 들어, 어떤 반응물의 농도가 낮으면 반응 속도가 낮아지고, 반응물이 없는 경우에는 반응이 전혀 일어나지 않는다.
종종 능동 재생에 사용될 수 있는 최대 온도는 후처리 시스템/배기 시스템에 포함되는 구성요소들 중 일부 구성요소들의 공차에 의해 제한된다. 예를 들어, 종종 분진 필터(202) 및/또는 (적용이 가능한 경우) 후속 SCR 촉매들은 이들이 받게 되는 최대 온도와 관련하여 구조적 제한을 받는다. 이는 능동 재생이 종종 바람직하지 않게 낮은 최대 구성요소 온도를 취할 수 있다는 결과를 수반한다. 동시에, 임의의 사용 가능한 반응 속도가 일단 발생하도록 하기 위해서는 매우 높은 최저 온도가 필요하다. 능동 재생에서, 매연 부하(soot load)는 일반적으로 분진 필터(202)에서 본질적으로 전체가 연소된다. 이는 분진 필터의 총 재생이 달성되고, 이에 따라 분진 필터에서의 매연 수준은 본질적으로 0%가 된다는 것을 의미한다. 오늘날에는, 차량에 분진 필터(202) 외에 SCR 촉매(201)를 장착하는 것이 점점 더 일반화 되고 있는데, 이 때문에 능동 재생은 후속 SCR 촉매 처리 공정을 위한 과열 형태의 문제를 수반할 수 있다.
따라서, SCR 촉매 전에서 배기가스 온도의 급속한 증가를 정지시킬 수 있는 것이 아주 중요하다. 이러한 급속하게 상승하는 온도는 예컨대 분진 필터(DPF)에 산소가 폭주하는 결과일 수 있는데, 이는 분진 필터 내의 산소 농도를 낮추거나 0 수준으로 감소시키면 억제 또는 정지될 수 있다. 그런데, 예를 들어 분진 필터(DPF) 등의 국부적 혹은 전체적 과열을 방지 또는 억제하기 위해 배기 시스템 내의 다른 구성요소들에서 온도를 조절하는 것도, 전술한 바와 같이, 중요하다.
차량이 구동되는 방법에 따라, 연소로 인한 배기가스 스트림의 농도/분율은 다를 것이다. 연소 엔진이 혹독하게 작동하면 배기가스 스트림은 더 많은 농도/분율의 연소 생성물 및 더 낮은 농도/분율의 연소 반응물을 가질 것이고, 연소 엔진의 부하가 비교적 낮은 경우에는 배기가스 스트림의 농도/분율은 본질적으로 위와 반대가 될 것이다. 배기가스 스트림이 비교적 높은 농도/분율의 바람직하지 않은 연소 생성물, 일례로, 황산화물을 함유하는 방식으로 차량이 긴 시간동안 구동되는 경우에는 디젤 산화 촉매(205)의 기능 저하가 발생하는데, 그 이유는 다양한 형태의 연료에 통상적으로 존재하는 황과, 디젤 산화 촉매(205) 중의 하나 또는 여러 종의 귀금속 또는 알루미늄과 같은 다른 적용 가능한 금속을 일반적으로 포함하는 활성 코팅 간의 반응 때문이다. 이런 문제점은 저온(150℃)에서 중간 온도(300℃)까지에서 일반적으로 발생한다. 예를 들어, 150℃ 미만에서 250℃에 이르는 범위의 온도에서, SCR 촉매는 잘 기능하지 않을 것이다. 반면에, 차량이 배기가스 스트림의 온도를 비교적 높은 온도로 유지하는 방식으로 긴 시간동안 구동되는 경우, 이는 능동 재생이 원하는 속도로 일어날 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 배기가스 스트림의 온도는 전술한 바와 같이 후처리 시스템의 열 민감성 구성요소들이 손상되게 하는 최대 허용 온도를 초과할 수 없다. 그래서, NOx의 농도가 낮은 수준으로 유지되도록 하고 NO2/NOx의 균형이 최적이 되도록 하는 것이 특히 중요한다.
기체 내의 물질의 농도 C는 다음 식, 즉 C = N/V로 표현되는데, 여기서 N은 주어진 물질의 분자수이고, V는 체적, 즉 주어진 체적 내의 주어진 물질의 분자수이다. 압력이 증가하고 온도가 떨어지는 경우에 이상 기체에서 증가하는 총 농도 CTot는 일반 기체 법칙에 의해 CTot = NTot/V로 표현되는데, 여기서 NTot는 총 분자수이다. 물질의 분율 X는 농도 C와 분율 X 사이의 관계로, 즉 C = X·CTot로 표현된다. 화학 반응이 일어나지 않은 경우에 특정 물질이 속해 있는 특정 체적 내의 분자들의 비율을 정의하는 분율(fraction)은 원래 체적에 추가적인 분자들이 혼합되지 않는 한은 바뀌지 않는다. 이것은, 예를 들어, 소위 난류를 통한 기체 원소들의 확산 및/또는 혼합을 통해 발생할 수 있다. 혼합되는 새로운 분자들은, 배기가스 파이프 내로 주입되며 증발하고 반응할 수 있는, 일례로, 요소 및/또는 디젤에서 나올 수 있다. 새로운 분자들은 또한 이전에 저장되어 있다가 방출된 물질로부터, 예를 들어, 배기가스 스트림과 함께 배출되고 그리고/또는 증발되는 응축수로부터도 나올 수 있다. 조절될 수 있는 배기 시스템 내의 물질의 예는 일례로 산소와 반응하여 각각 이산화탄소(C02)와 이산화질소(N02)로 되는 일산화탄소(CO) 및 일산화질소(NO)이다.
본 발명의 한 가지 목적은 종래 기술에 따른 배기 시스템 내의 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하기 위한 해결책과 관련한 문제점 및/또는 단점을 전체적으로 또는 부분적으로 해결하는 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 상기 목적은, 클러치 장치를 통해 자동 변속기 또는 수동 변속기에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동계(driveline) 및 상기 연소 엔진으로부터 나오는 배기가스 스트림을 제거하기 위해 배치된 배기 시스템을 포함하는 자동차의 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하기 위한 방법에 의해 달성되는데, 이 방법은,
- 상기 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질 TEx의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 관성 주행(coasting)의 활성화 또는 비활성화를 위해 상기 구동계를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 상기 배기가스 스트림 내의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차이이다.
상기 방법의 다른 실시예들은 상기 방법을 둘러싸는 비독립 특허 청구항들에 정의되어 있다. 또한, 본 발명에 따른 하나의 방법은, 컴퓨터에서 실행될 때에 컴퓨터가 본 발명에 따른 방법을 수행하는 것이 달성되도록 하는 컴퓨터 프로그램으로도 구현될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 상기 목적은, 클러치 장치를 통해 변속기에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동계 및 상기 연소 엔진으로부터 나오는 배기가스 스트림을 제거하기 위해 배치된 배기 시스템을 포함하는 자동차의 하나 또는 다수의 기능부를 제어하기 위해 배치된 시스템에 의해 달성되는데, 이 시스템은, 상기 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질 TEx의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 관성 주행(coasting)의 활성화 또는 비활성화를 위해 상기 구동계를 제어하도록 구성된 제어 장치를 포함하고, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 상기 배기가스 스트림 내의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차이이다.
상기 시스템은 바람직하기로는 버스, 트럭 또는 다른 유사한 자동차와 같은 차량에 배치된다.
본 발명에 따른 방법 또는 시스템에 의하면, 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절/제어하기 위한 개선된 해결책이 얻어진다. 예를 들어, 본 발명은 종래 기술에 따른 해결책으로는 농도/분율 조절이 가능하지 않았거나 충분하지 못했던 것과 같은 작동 상황에서도 함유되어 있는 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하는 것을 용이하게 한다.
함유되어 있는 물질의 농도/분율을 조절하기 위한 본 발명에 따른 방법에 의하면, 분진 필터 및 촉매와 같은 배기 시스템 내의 구성요소들이 효율적으로 작동할 수 있는데, 그 이유는 배기가스 스트림 내에 함유된 물질의 농도/분율이 상기 구성요소들의 최적 작동 농도/분율에 효율적이고 정확하게 맞추어질 수 있기 때문이다. 따라서, 배기 시스템의 구성요소들이 예를 들어 과열 및 오염으로 인해 손상되는 위험도 감소한다.
또한, 본 발명은, 선행 기술에 비하여, 배기가스 스트림 내에 포함된 물질의 원하는 농도/분율을 달성하거나 배기가스 스트림 내에 포함된 물질의 현재 농도/분율을 유지하는 보다 연료 효율적인 방법을 제공한다. 본 발명에 따라서 구동계 제어를 통해 함유된 물질의 농도/분율을 조절함으로써, 많은 연료 소비를 유발하는 조치들, 예를 들어 외부 히터의 작동 또는 엔진의 효율에 비추어서 농도/분율을 우선시하는 엔진 제어와 같은 조치를 피할 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점은 차량 내의 기존의 부품들/구성요소들을 사용할 수 있기 때문에 본 발명의 장점을 달성하기 위한 추가 부품들/구성요소들을 설치할 필요가 없으며 이는 큰 비용 절감을 가져온다는 것이다.
본 발명의 추가 이점들 및 실시예들은 아래의 상세한 설명에 기재된다.
아래의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 연소 엔진 및 배기 시스템을 포함하는 시스템의 개략도이다.
도 2는 예시적인 차량의 개략도이다.
도 3은 엔진 시스템에서의 가스 유동의 개략도이다.
도 4는 제어 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 흐름도이다.
도 2는 트럭, 버스 또는 다른 유사한 차량 등의 자동차(100)의 개략도이다. 도 2에 개략적으로 도시된 자동차(100)는 한 쌍의 전륜(111, 112)과 구동륜을 갖춘 한 쌍의 후륜(113, 114)을 포함한다. 상기 자동차는 또한 연소 엔진(101)(예, 디젤 엔진)을 구비한 구동계를 포함하는데, 상기 구동계는 연소 엔진의 출력 축(102)을 거쳐서 변속기(103)에 예를 들어 클러치 장치(106)를 통해 연결된다.
클러치 장치는 자동 제어식 클러치로 구성될 수 있고, 또한 변속기(103)도 제어할 수 있는 제어 장치(115, 208)를 통해 차량의 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 변속기(103)의 출력축(107)은 디퍼런셜과 같은 최종 구동기(108)와 이 최종 구동기(108)에 연결된 구동축(104, 105)을 통해 구동륜(113, 114)을 구동한다.
자동차(100)는 또한 이 자동차에서의 연소 시에 연소 엔진(101)에 의해 생성된 배기가스 스트림을 제거하도록 배치된 배출 시스템을 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배기 시스템은 연소 엔진(101)으로부터 나온 배기가스 배기를 처리(정화)하기 위한 후처리 시스템(배기 정화 시스템)을 포함할 수 있다. 그러나, 배기 시스템은 후처리 시스템과 같은 것을 포함할 필요는 없고, 또한 배기 시스템은 터보, 소음기 시스템 및 EGR용 가스 유동 시스템과 같은 다른 부품들/구성 요소들을 포함할 수도 있다.
변속기(103)는 일반적으로 수동 변속기; 자동 변속기, 자동 수동 변속기(자동 수동 변속 장치, AMT) 또는 더블 클러치 변속기(더블 클러치 변속 장치, DCT)와 같은 자동 변속기; 또는 무단 변속기[무단 변속 장치(Continuous Variable Transmission)/무한 변속 장치(Infinitely Variable Transmission), CVT/IVT]이다.
수동 변속기(103)는 다수의 이산 기어를 구비한 변속기이고, 기어(예, 정방향 및 역방향 기어)의 맞물림 또는 해제를 위하여 운전자에 의해 조종될 수 있도록 배치된다.
자동 변속기는 또한 다수의 기어를, 즉 다수의 이산 기어를 포함한다. 그러나, 이는 ECU(전자 제어 장치)라고도 부르는 하나 또는 다수의 제어 장치를 포함하는 제어 시스템에 의해 제어/조종된다는 점에서 수동 변속기와 다르다. 제어 장치 또는 ECU는 예를 들어 특정 주행 저항이 동반되는 특정 속도에서 기어 선택으로부터 변속할 때에 변속기(103)를 제어하도록 배치된다. 또한, ECU는 엔진(101)의 속도 및 토크와 변속기의 상태를 측정할 수 있다. 엔진이나 변속기에서 나온 정보는 자동차(100)에 설치된, 예를 들어 소위 CAN(Controller Area Network) 버스를 통해 전기 통신 신호의 형태로 ECU로 전송될 수 있다.
변속기(103)는 하나의 장치로 개략적으로 도시되었다. 그러나, 변속기는, 예를 들어, 차량의 구동계를 따라 배치되는 소위 레인지 변속기, 주 변속기 및 스플릿 변속기와 같은 다수의 협동하는 변속기로 물리적으로 구성될 수 있음을 주지해야 한다. 상술한 바에 따른 변속기는 임의 개수의 적절한 이산 기어를 포함할 수 있다. 대형 수송 차량용의 오늘날의 변속기는 일반적으로 12개의 정방향 기어, 2개의 역방향 기어 및 하나의 중립 기어를 구비한다.
CVT 변속기 또는 IVT 변속기라고도 하는 무단 변속기는 이전의 변속기 유형과는 다른 또 다른 유형의 공지된 변속기인데, 그 이유는 그 변속기가 다른 기어비(gearing)에 대응하는 다수의 이산 기어를 구비하지 않고 대신에 무단 가변 기어비(gearing)를 갖기 때문이다. 따라서, 이러한 유형의 변속기에서, 기어비는, 특정 한계 내에서, 원하는 정확한 기어비로 제어될 수 있다.
고단 변속 및 저단 변속 관련하여, 고단 변속은 변속기에서 더 높은 가능한 기어가 선택된다는 것을 의미하고, 반면에 저단 변속은 변속기에서 더 낮은 가능한 기어가 선택된다는 것을 의미한다. 이는 다수의 이산 기어를 갖춘 변속기에 적용된다. 무단 변속기에 있어서, "가상" 기어단(gear step)들이 정의될 수 있으며, 기어 변속(shifting gears)은 불연속 기어단들을 갖는 변속기에서와 동일한 방식으로 발생할 수 있다. 그러나, 무단 변속기와 같은 것을 제어하는 일반적인 방법은 기어비(gearing)가 다른 관련 파라미터들에 따라 변할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 변속기의 제어는 일반적으로 연소 엔진의 속도 및 토크, 즉 작동점의 제어와 통합된다. 보편적인 방법은 예를 들어 가속기 페달 위치 및 차량 속도에 기초하여 계산된 현재의 구동력 요건에 기초하며 그리고 어느 작동점이 상기 구동력 요건을 달성하기 위한 최상의 효과를 제공하는지에 기초하여 무단 변속기가 제어되도록 하는 것이다. 따라서, 무단 변속기에서의 기어비(gearing)는 엔진 속도가 현재의 구동력 요건을 위한 최적의 작동점에 이르게 하는 결과가 된다. 또한, 효율이 아닌 다른 측면들도 엔진의 작동점 선택 시에 고려될 수 있다. 이들은 예를 들어 토크 응답 시간과 같은 운전용이도(driveability) 관련 측면, 즉 보다 큰 구동륜 토크를 얻기 위해서는 얼마나 오래 걸리는지, 또는 일정 기간 동안 얼마나 많은 토크가 얻어질 수 있는지의 측면일 수 있다.
배기가스 스트림 내의 농도/분율을 조절하기 위한 본 발명에 따른 한 방법은, 상기 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질 TEx의 농도/분율 CEx/XEx을 조절하기 위해서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 관성 주행(coasting)의 활성화 또는 비활성화를 위해 구동계를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 상기 배기가스 스트림 내의 제1 농도/분율 CEx/XEx와 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차이이다. 기준 농도/분율 CRef/XRef는 배기가스 스트림 내의 원하는 농도/분율이다.
관성 주행의 활성화는 차량의 엔진(101)이 차량의 구동륜(110, 111)으로부터 기계적으로 분리되는 것, 즉 구동계가 열리는 것을 수반하고, 반면에 관성 주행의 비활성화는 구동계가 닫히는 것을 수반한다. 구동륜이 엔진으로부터 분리되는 것은, 예를 들어, 변속기(103)를 중립 기어에 놓거나, 클러치 장치(106)를 개방함으로써 달성될 수 있다. 다시 말해, 관성 주행 중에는 동력이 엔진으로부터 변속기를 통해 구동륜으로 본질적으로 전달되지 않는다.
관성 주행의 활성화 또는 비활성화를 위한 구동계 제어는 제어 시스템이 이러한 목적을 위해 구동계를 제어하는 것을 의미하고, 이의 대안으로는 차량의 운전자가 표시/지시 시스템에 의해 안내되는 관성 주행을 활성화/비활성화 하는 것을 의미한다. 상기 표시/지시 시스템은 구동계 제어를 위한 이전의 알고리즘에 따라 관성 주행을 활성화/비활성화 하기에 적절한 때를 운전자에게 나타내고/지시하도록 구성된다. 따라서, 상기 표시/지시 시스템은 차량 구동 중에 운전자를 위한 운전자 지원("운전자 지원")을 수반한다. 표시는 상기 목적에 적합한 장치(arrangement)들을 구비한 시각, 청각 또는 촉각 표시/지시 또는 이들의 조합을 포함한다. 관성 주행의 활성화/비활성화는 제어 버튼, 조이스틱, 제어 패드, 풋 스위치 등과 같이 운전자에 의해 조종되는 적합한 제어 장치로 행해질 수 있다.
하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 배기 시스템의 온도를 구동계(예, 변속기 및 클러치)의 제어를 통해 원하는 값으로 제어하도록 구성된 제어 알고리즘을 위한 내부 파라미터로서 사용되는 것이 바람직하다. 제어 알고리즘은 많은 여러 가지 유형일 수 있으며, 단지 제1 파라미터를 조견하며 어느 조치가 취해져야 하는지를 결정하기 위한 하나 또는 다수의 문턱 값(예, 하나의 상한 문턱 값과 하나의 하한 문턱 값)을 사용하는 알고리즘일 수 있다. 이보다 더 진보된 알고리즘은 아래에 기재하는 추가 파라미터들을 사용한다.
관성 주행의 제어를 통해 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 조절하기 위해서 하나 또는 다수의 제1 파라미터를 사용함으로써, 일례로 촉매 내의 또는 촉매로부터 나오는 농도/분율을 원하는 수준으로 유지할 수 있는 가능성을 달성할 수 있고, 이에 따라 차량으로부터 나오는 특정 배기 수준이 법정 제한치 아래에 있도록 하는 것이 보장된다. 또한 이것은 엔진에서의 연소 효율을 저하시키는 것과 같은 여타 조치에 비해 물질의 농도/분율을 연료 효율적으로 제어하는 방식일 수 있다.
배기가스 스트림은 연소 엔진을 떠나서 배기 시스템의 여러 가지 구성요소들을 거쳐 주변 대기로 배출되는 가스 스트림이다. 배기가스 스트림은 어느 정도까지는 재순환되고(소위 EGR), 터빈에서 팽창되어 기계적 에너지를 발생시키고(예, 터보 압축기로 혹은 자동차의 추진을 위해서), 배기 브레이크 댐퍼에서 팽창되고(엔진에서의 손실을 증가시켜 자동차를 제동하기 위해, 혹은 배기가스 처리가 최적화되도록 보다 더 가온된 배기가스를 발생시키기 위해), WHR 설비에서 냉각되고, 그리고/또는 다소 진보된 배기가스 처리 설비에서 정화된다.
배기가스 스트림(또는 배기가스 스트림의 체적 유동) 내의/상의 농도/분율 및 온도를 조절할 필요가 있을 수 있는 배기 시스템의 구성요소로는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배기가스의 고압 부분 및 EGR 시스템(터보 터빈의 상류에 있음)과, 배기 브레이크, 촉매 또는 촉매 우회로와 같은 제한부의 전과 후에 있으며 요소 및 HC 투여 시스템의 후에 있는 저압 부분의 파이프 요소들이다. 촉매(예: DOC, ASC 및 SCR), 트랩(예: NOx 트랩) 및 필터, 구성요소 표면에 대한 경계층 내측의 체적 및 그런 것들 내의 가스의 농도/분율은 조절할 필요가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 농도/분율 C1/X1 및/또는 상기 제2 농도/분율 C2/X2는, 산소 O2, 이산화탄소 C02, 일산화탄소 CO, 황산화물 SOx, 질소산화물 NOx, 일산화질소 NO, 이산화질소 N02, 아산화질소 N2O, 암모니아 NH3; 및 매연, HC 방울 및 재와 같은 미립자를 포함하는 그룹 중의 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율이다.
최종 배기 처리 단계(배기가스가 배기 파이프를 떠나기 직전 또는 떠난 직후의 단계, 즉 배기가스 배출이 법정 요건을 충족시켜야 하는 단계) 이후의 배기가스 내의 바람직한 농도/분율은 최소의 총 연료 및 요소 소비로도 상기 법정 배출 요건을 충족시키는 것이다. NOx의 최고 변환 등급이 달성될 수 있도록 하기 위해서, SCR 촉매로 들어가는 N02/NOx 비의 바람직한 값은 40% ~ 60% 범위, 예를 들어, 약 50%이다. 그러나 분진 필터(DPF)의 상류의 바람직한 N02 함량은 온도와 상기 NOx/PM 관계에 크게 의존한다. 또한, 배기 시스템에서의 특정 구성요소는 특정 상(phase)에 있는 특정 물질에 민감하다. 예를 들어, NOx 센서는 액체 형태의 물에 민감하다. 센서가 액체 상태의 물과 접촉하는 경우, 센서가 손상될 위험이 있고, 그 이유는 액체 물 방울의 바람직한 농도는 이 경우에서는 영이기 때문이다. 액체 물 방울의 이와 같은 바람직한 농도가 달성될 수 있도록 하기 위해, 바람직한 농도 마진, 즉 배기가스 중의 기상 물의 농도와 액면 상에서 증발된 물의 농도의 차이가 통합된 시기 동안 최대화된다.
본 발명에 따른 방법으로 농도/분율을 조절하는 다른 방법은, 예를 들면, 분진 필터, 디젤 산화 촉매, SCR 투여 장치 및 SCR 촉매와 같은 구성요소에서의 국부적 또는 전체적 과열을 방지할 수 있도록 배기 시스템 내의 산소 농도를 줄이는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 다음을 포함하는 그룹 중에서 선택된다.
- 배기가스 스트림의 한 영역 내의 농도/분율이거나, 분진 필터, 촉매, 소음기, 센서 등과 같은 배기 시스템의 임의의 부품 또는 구성요소의 표면 또는 기판 위의/그에 최근접한 배기가스 스트림 내의 농도/분율일 수 있는 제1 농도/분율 C1/X1; 및
- 상기 제1 농도/분율 C1/X1과 상기 배기가스 스트림 내의 제2 농도/분율 C2/X2 사이의 제2 현재 농도/분율 차이. 상기 제2 농도/분율 C2/X2는 상기 제1 농도/분율 C1/X1과는 다른, 배기가스 스트림 내의 다른 농도/분율이다. 그러나 제2 농도/분율 C2/X2는 배기가스 스트림 내의 한 영역의 농도/분율일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 상기 제1 농도/분율 C1/X1, 또는 제1 농도/분율 차이, 또는 제2 농도/분율 차이의 시간 도함수 및/또는 시간 적분이다. 제어 시스템이 농도/분율 변화에 신속하게 반응하는 경우에는 시간 도함수를 사용하는 것이 유리하고, 반면에 이를 대신한 시간 적분 사용에는 제어 시스템이 배기 시스템의 농도/분율을 장시간 제어하는 데에 유리한 농도/분율 변화에 있어서의 장기간의 경향을 고려하는 것이 수반된다.
위에서 언급한 현재 농도/분율 및 농도/분율 차이와 이들의 기능은 배기 시스템과 관련하여 배치되거나 혹은 배기 시스템 안에 배치된 하나 또는 다수의 센서로부터 얻은 센서 값에 기초할 수 있다. 센서에서 나온 신호는 신호 처리를 위한 하나 또는 다수의 제어 장치에, 예를 들어, 통신 버스 또는 무선 링크를 통해 전송될 수 있다. 농도/분율 및 농도/분율 차이와 이들의 기능도 또한 소위 가상 센서들에, 즉 하나 또는 다수의 센서 모델을 사용하는 다른 실제 센서로부터 계산된 (현재의) 센서 값에 기초할 수 있다.
현재의 농도/분율 및 농도/분율 차이와 이들의 기능을 사용하는 장점으로는, 이들은 여러 가지 시뮬레이션 모델을 사용하는 복잡하거나 자원을 요구하는 계산 없이 제1 파라미터 P1의 결정에 직접적으로 사용될 수 있다는 것이다. 그러므로 이들 현재 값은 또한 신속하게 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1중 임의의 것은 다음을 포함하는 그룹에서 선택된 계산된(예측된) 값이다.
- 배기가스 스트림 한 영역 내의 농도/분율이거나 또는 분진 필터, 촉매, 소음기, 센서 등과 같은 배기 시스템의 임의의 부품 또는 구성요소의 표면 또는 기판 위의/그에 최근접한 배기가스 스트림 내의 농도/분율일 수 있는 계산된 제1 농도/분율 C1/X1.
- 상기 제1 농도/분율 C1/X1과 상기 배기가스 스트림 내의 제2 기준 농도/분율 CRef2/XRef2 사이의 제1 계산된 농도/분율 차이. 상기 제2 기준 농도/분율 CRef2/XRef2는 분진 필터, 촉매와 같은 배기 시스템 내의 구성요소가 가능한 작동하고 손상되지 않도록 하기 위한 그 구성요소 안의 원하는 농도/분율.
- 상기 제1 농도/분율 C1/X1과 상기 배기가스 스트림 내의 제2 농도/분율 C2/X2 사이의 제2 계산된 농도/분율 차이. 상기 제2 농도/분율 C2/X2는 상기 제1 농도/분율 C1/X1이 아닌 배기가스 스트림 내의 다른 농도/분율이다. 그러나 제2 농도/분율 C2/X2는 배기가스 스트림 내의 한 영역의 농도/분율이거나 또는 분진 필터, 촉매, 소음기, 센서 등과 같은 배기 시스템의 임의의 부품 또는 구성요소의 표면 또는 기판 위의/그에 최근접한 배기가스 스트림 내의 농도/분율일 수도 있다.
- 상기 제2 예측된 농도/분율 차이와 상기 배기 시스템 내의 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제3 계산된 농도/분율 차이.
- 상기 계산된 제1 농도/분율 C1/X1, 또는 제1 계산된 농도/분율 차이, 또는 제2 계산된 농도/분율 차이, 또는 제3 계산된 농도/분율 차이의 시간 도함수 및/또는 시간 적분. 제어 시스템이 농도/분율 변화에 신속하게 반응하는 경우에는 시간 도함수를 사용하는 것이 유리하고, 반면에 이를 대신한 시간 적분 사용에는 제어 시스템이 배기 시스템의 농도/분율을 장시간 제어하는 데에 유리한 농도/분율 변화에 있어서의 장기간의 경향을 고려하는 것이 수반된다.
하나 또는 다수의 제1 계산된 파라미터 P1을 사용함으로써, 관련 파라미터들이 시간에 걸쳐 어떻게 변화하는지에 대한 정보를 얻을 수 있는데, 이는 원하는 농도/분율이 장래에 최선의 가능한 방식으로 얻어질 수 있도록 배기가스 스트림 내에 포함된 물질의 농도/분율 조절을 위한 시스템이 제어될 수 있다는 것을 의미한다. 이는 농도/분율 변화에, 예를 들어, 농도/분율 조절이 과도해지는 것을 피하기 위한 조기 조치를 필요로 하는 촉매 또는 그 밖의 다른 구성요소들 내의 스토지리를 통해, 장시간을 필요로 하는 느린 시스템에 특히 적용된다.
계산된 파라미터들은 차량 또는 차량에 포함된 구성요소의 (수학적) 모델에 기초하여 사전에 계산 또는 시뮬레이션된 것을 의미한다. 하나 또는 다수의 계산된 제1 파라미터 P1에 기초하는 구동계의 제어를 위한 제어 전략은 다수의 여러 가지 가능한 제어 전략들 중에서 선택될 수 있다. 차량 전방에 놓여 있는 도로 구간에 걸쳐 상기 제1 파라미터 P1이 어떻게 변화하는지를 하나 또는 다수의 여러 가지 제어 전략에 따라 계산/시뮬레이션함으로써, 특정 요건을 달성하는 제어 전략, 예를 들어 농도/분율을 연료 및/또는 요소 소비와 같은 다른 시각에서 최적하면서 소정의 한계 값 내에 유지하도록 하는 제어 전략이 선택 될 수 있다. 따라서, 상기한 것은 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1이 또한 변속기에 대한 하나 또는 다수의 여러 가지 미래 제어 전략에 기초하여 계산될 수 있다는 것을 수반한다. 이 실시예는 하나 또는 다수의 가능한 작동점, 즉 운전용이도 또는 연료 소비와 같은 다른 요건을 고려해서 가능하게 사용될 수 있는 작동점에 기초한 하나 또는 다수의 제어 전략의 계산에 상기 계산된 파라미터들이 사용되는 피드백 방법에 관련된다. 상기 하나 또는 다수의 제어 전략은 이어서 새로운 하나 또는 다수의 제1 파라미터를 계산하기 위해, 또는 기존의 파라미터들을 갱신하기 위해 사용된다. 또한, 단지 하나의 제어 전략만 계산된다 하더라도 이 단일 제어 전략으로부터 도출된 정보는 이것이 합리적으로 사용될 수 있는지 여부, 또는 차량을 구동계의 제어를 위한 현재의 작동점에 의해 구동되도록 하는 것이 더 나은지 여부를 결정하기 위해 제어 시스템에 의해 사용될 수 있다는 점을 주지해야 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명자들은 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1을 차량 전방의 도로 구간 걸쳐 계산하는 것을, 예를 들어, 앞에 있는 도로 구간 걸친 시뮬레이션을 통해 실현했다. 본 실시예에 따르면, 계산된 제1 파라미터 P1은 당해 차량에 해당하는 하나 또는 다수의 차량 특정 데이터 및/또는 도로 특정 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 이들은 바람직하기로는 다음을 포함하는 그룹으로부터, 즉 차량 전방의 도로 경사도, 전방 도로 구간의 곡률, 및 전방 도로 구간의 제한 속도; 자동차 중량; 자동차의 구름 저항; 자동차의 공기 저항; 최대 출력, 최소 출력, 최대 토크, 최소 토크, 배기가스 유량, 배기가스 재순환 함량 및 람다 값(즉, 공기/연료 혼합물)과 같은 엔진 특정 데이터; 및 배기가스 스트림과 접촉하는 배기 시스템 내에서의 가능한 물질 축적 및/또는 물질 방출 및/또는 물질 변환과 배기 시스템의 표면과 같은 설치 특정 데이터를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 또한, 예측이 이루어질 때에 차량의 장래의 거동이 고려되도록 운전자의 운전 스타일에 관련된 운전자 인터랙티브(interactive) 데이터가 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1의 예측과 관련하여 사용될 수 있다. 운전자 인터랙티브 데이터의 예로는 점멸 신호기(blinker), 가속기 페달 위치 및 브레이크 사용이 있다.
제어를 위해 차량 특정 데이터 및/또는 도로 특정 데이터를 사용하는 한 가지 장점은 농도/분율이 최종적으로 바람직한 범위 밖에 있지 않도록 하기 위해 하나 또는 다수의 기능부(예, 기어비(gearing), 외부 부하, 외부 히터, 유량 조절 등)를 위한 임의의 제어 전략을 사용할 필요가 있는지 여부를 시스템이 사전에 결정할 수 있다는 점이다. 따라서, 불필요한 제어 전략의 사용을 피할 수 있고, 또한 시스템은 어떠한 조치가 필요한 경우에 사전 대책 강구 방식으로 실행, 즉 사전에 실행될 수 있다.
하나의 특별한 실시예에 따르면, 제1 농도/분율 C1/X1은 가스 스트림 내의 농도/분율 또는 배기가스 스트림 중의 액체 또는 입자에 대한 농도/분율이고, 제2 농도/분율 C2/X2는 배기 시스템의 표면 또는 기판 위의/그에 최근접한 배기가스 스트림 내의 농도/분율이다. 상기 표면의 농도/분율은 배기 시스템의 표면 위의/그에 최근접한, 또는 배기 시스템의 부품 상의, 가스 내의 농도/분율인데, 이는 상기 표면으로 그리고 그 표면으로부터의 물질 수송과 표면에서의 화학 반응에 영향을 미친다. 액체에 대한 농도/분율은 배기 시스템의 표면 상의 농도/분율을 말한다. 이 액체에 대한 농도/분율은 그 액체로 그리고 그 액체로부터의 물질 수송량, 예를 들어, 응축 또는 증발에 영향을 미칠 것이다. 액체는 이 경우에서는 예를 들어 요소, 물 또는 연료로 구성된다. 한편, 가스 내의 바로 미립자에 대한 농도/분율은 성장, 분해, 또는 산화와 같은 반응 속도를 결정할 것이며, 상기 입자는 이 경우에서는,예를 들면, 배기 시스템 내의 매연 또는 요소 미립자일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제1 농도/분율 C1/X1은 농도/분율을 얻고자 하는 배기 시스템 내의 한 영역의 상류에 있는 배기가스 스트림 내의 농도/분율이다. 이는 배기 시스템 내에 포함된 구성요소(예, 분진 필터 또는 촉매)의 변환 수준이 모호하지 않아서 출력 농도/분율이 입력 농도/분율 및/또는 상기 구성요소로 들어가는 분율에 의해 계산되게 되는 경우에 특히 유리하다. 이는, 예를 들어, 디젤 산화 촉매(DOC)에서의 NO에서 NO2로의 평형 조절식 변환 시에, 고온의 SCR 촉매에서의 NOx 변환 시에 그렇다. 이는 또한 분진 필터(DPF)가 거의 과열되고 있고 분진 필터 안으로 들어가는 산소를 제거함으로써 과열 공정이 중지될 수 있는 경우에 특히 유리하다.
또한, 구동계의 제어에 사용되는 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 적용 여하에 따라 현재 값으로만 구성하거나, 계산된 값으로만 구성하거나, 현재 값과 계산된 값의 조합일 수 있다는 것을 알아야 한다.
관성 주행의 활성화 또는 비활성화는 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 대한 하나 또는 다수의 문턱 값을 사용해서 본 발명의 일 실시예에 따라 이루어질 수 있다. 상기 문턱 값은 일반적으로 미달하거나 초과하지 않아야 할 한계 값을 특정하는 것이고, 농도/분율이 상기와 같은 문턱 값을 넘어서면, 시스템에 의해 농도/분율 조절 조치가 취해진다. 농도/분율 조절 조치를 취할 필요가 있는 경우, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 값이 문턱 값 PT보다 낮으면 관성 주행이 본 발명의 일 실시예에 따라 활성화된다.
배기 시스템 내의 농도/분율을 조절하는 데 있어서 관성 주행을 활성화 또는 비활성화 하기 위해 구동계를 제어하는 데에 유용한 그 밖의 부가적인 파라미터는 다음과 같다.
- 요청된 엔진 동력. 그 이유는 요청된 엔진 동력 또는 추진 동력이 낮은 때에 관성 주행이 활성화되기 때문이다. 그렇지 않으면 주행 경험/운전용이도가 너무 나빠진다.
- 위와 같은 이유로 인해 유사하게, 요청된 엔진 토크.
- 전방의 도로 구간에 걸쳐 자동차에 대해 계산된 속도 및/또는 계산된 도로 경사도. 차량이 원하는 속도로 유지, 또는 본질적으로 유지될 수 있는 때가 아닌 다른 상황에서 관성 주행을 하게 되면 운전용이도가 아주 나빠지는 결과를 가져오고, 이에 따라 바람직하지 않다.
하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1만이 관성 주행을 활성화해야 하는지 여부를 결정하는 것이 아니라는 점을 주지해야 한다. 일반적으로, 관성 주행이 활성화된 상태에서 원하는 속도를 유지할 수 있어야 하는 것이 가장 중요한 조건인데, 그 이유는 만일 그렇지 않으면 운전용이도가 너무 나빠지기 때문이다. 다른 조건들도 관련성이 있는데, 이것의 의미는, 실제 시스템은 관성 주행이 활성화되어야 하는지 여부를 결정할 때에 여러 파라미터 중 하나로서 배기가스 스트림의 농도/분율을 사용한다는 것이다. 그러나 관성 주행의 비활성화는 차량 속도, 도로 경사도 등과 무관하게 수행될 수 있다.
하나 또는 다수의 제1 파라미터로 농도/분율을 제어하는 경우, 배기 시스템의 더 빠르고 정밀한 조절을 위해 디커플링(decoupling)이 활성화된 때에는 엔진을 제어하기 위한 조치가 취해질 수 있다. 기어비(gearing)가 요망되는 경우에는, 엔진 속도가 증가되고 그에 따라 엔진 부하가 증가해서, 이로 인해 배기가스 스트림 내의 총 농도 CTot는 감소되고 배기가스 유량은 증가되고; 한편, 기어비가 감소되는 경우에는, 엔진 속도가 감소되고 그에 따라 엔진 부하 및 배기가스 유량이 증가해서, 이로 인해 배기가스 스트림 내의 총 농도 CTot는 감소된다. 여러 가지 물질들의 모든 농도/분율은 부하 증가 또는 부하 감소 시에 동일한 방식으로 거동하지 않는다. 배기 시스템에 있어서의 근본적인 연소 관계, 배기 화학, 배기 처리 시스템 및 일례로 공기/연료 관계와 관련한 엔진 제어 전략, 부하 압력, EGR 함량, 분사 시간, 및 물질 투여량에 대한 지식에 기초할 때, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 주어진 농도 또는 분율의 변화를 달성하기 위해서는 엔진 부하 및 엔진 속도를 어떻게 변경시켜야 하는지를 안다. 배기 시스템 내의 촉매들에 대한 농도/분율의 변화와 관련하여, 그들의 효율은 유량이 증가되고 온도가 떨어진 상태에서는 일반적으로 저하된다. 구동 동력 요건이 주어진 상태에서, 일반적으로 효율은 엔진 속도가 증가할 때에 감소한다. 그러나, 예외가 존재하며, 따라서 엔진 속도를 어느 방향으로 변경해야 하는지를 결정하기 위해 실제로는 가상 센서도 사용된다. 실제로, 이것은 물질의 농도 또는 분율 같은 양을 계산하도록 배치된 하나 또는 다수의 가상 센서를 사용함으로써 실현된다. 상기 센서들로부터 나온 센서 값들을 사용함으로써, 농도/분율을 조절하기 위해 엔진 부하와 엔진 속도가 제어될 수 있다.
본 발명자들은 또한 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 관성 주행이 활성화됨과 동시에 농도/분율을 조절하기 위한 차량의 다른 기능부들을 제어하기에 적합하다는 것도 알았다. 그 기능부들은 배기 시스템의 농도/분율에 직접 또는 간접적으로 영향을 미쳐야 하는 것이다. 따라서, 배기 시스템의 농도/분율을 더 효율적이고 신속하게 조절할 수 있다. 적합한 기능부들은, 외부 부하; 배기 열을 에너지로 변환; 배기 시스템의 외부 가열; 엔진으로 연료 분사; 및 배기가스 유량 조절과 관련된다. 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1이 상기 기능부 또는 두 개 또는 다수의 상기 기능부의 조합을 제어하는 데 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다.
관성 주행이 활성화될 때에 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1로 제어될 수 있는 외부 부하의 예로는 물 펌프, 팬 또는 압축기와 같은 보조 장치; 발전기; 하이브리드 발전기 또는 유사한 에너지 재활용 시스템; 리타더, 배기 브레이크 또는 다른 보조 브레이크가 있다. 본 발명에 따르면, 변속기의 출력 측에 위치하는 모든 부하는 구동계가 개방되었으므로 관성 저항이 활성화된 때에 엔진에 영향을 미치지 않기 때문에, 외부 부하는 클러치 장치/변속기의 엔진 측에 배치해야 한다.
관성 주행 시, 엔진의 작동점은 엔진 속도에 대하여 자유롭게 선택될 수 있고, 시스템은 일반적으로 엔진 토크에 대하여 아이들링 부하로 제한된다. 그러나, 외부 부하가 있는 상태에서, 엔진 토크는 영향을 받을 수 있고, 이에 따라 관성 주행 시에 작동점을 선택하는 자유도가 더욱 증가될 수 있다. 어떤 경우에서, 외부 부하는 "온(on)" 또는 "오프(off)" 유형, 즉 활성화되거나 활성화되지 않는 유형의 것이고, 이 경우, 작동점의 제어 및 계산은 외부 부하가 활성화되어야 하는지 여부를 결정하는 것으로 제한된다.
하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1이 배기 열을 에너지로 변환[폐열 회수(Waste Heat Recovery), WHR] 하기 위해 배치된 시스템을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 배기 열을 에너지로 변환하기 위한 상기 시스템에 의한 온도 조절은 외부 시스템을 거쳐서 취출되는 입력 에너지 또는 총 변환 에너지와 관련한 최대 에너지에 의해 일 실시예에 따라서 이루어진다. 이러한 온도 조절은 바람직하기로는 상기 시스템으로의 열전도를 최대화하는 것을 목표로 하며, 예를 들어 PID 또는 MPC 조절기[비례 적분 미분(Proportional Integral Derivative), PID; 모델 예측 제어(Model Predictive Control), MPC)로서 설계된다.
또한, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 배기 시스템을 위한 적어도 하나의 외부 히터를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 외부 히터의 임무는 배기가스 스트림 내의 농도/분율을 증가시키는 것이다. 바람직하기로는, 외부 히터는,
- 연소 엔진의 실린더 뒤의 배기 시스템에 설치된 버너;
- 배기 시스템에 배치된 촉매에 산화 또는 연소를 위한 탄화수소를 주입하기 위해 배치된 시스템;
- 연소 엔진의 실린더 뒤의 배기 시스템에 설치된 전기 히터; 또는
- 배기 시스템 내에, 또는 배기 시스템에 밀접하게 설치된 다른 적절한 외부 히터이다.
외부 히터는 최대 농도 증가가 입력 에너지와 관련하여 얻어지거나 또는 상기 농도 증가가 최대화되도록 제어되는 것이 바람직하다. 그러나 외부 히터는 그보다도 농도 증가 속도가 우선되도록 제어될 수 있다. 외부 히터의 제어는 PID 또는 MPC 조절기로서 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 연소 엔진으로의 연료 분사를 위해 배치된 연료 분사 시스템을 제어하기 위해서도 사용될 수 있다. 이 제어는 후분사(post-injection) 횟수, 후분사를 위한 시간(CAD), 및 매 후분사당 연료량의 제어를 통해 이루어질 수 있다. 연료 분사 시스템의 제어는 예를 들어 MAP[매트릭스 기반의 조절 구조(matrix based regulation structure)], PID 또는 MPC에 의한 사전 제어 또는 피드백 제어로서 구현될 수 있다. 이 제어를 위한 설정치로서, 분진 필터(DOC)뿐만 아니라 엔진의 하류의 농도/분율, 또는 상기 분진 필터에 걸쳐 나타나는 농도/분율 차이가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 조절은 배기 시스템에 포함된 성분의 반응의 효율, 예를 들어, 디젤 산화 촉매에서 NO가 N02로 변환되는 효율을 보상한다. 또한, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위하여 연료, 요소, 또는 다른 적합한 액체를 배기 시스템에 주입하기 위해 배치된 주입 시스템을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
배기 시스템 내의 농도/분율 CEx/XEx에 영향을 미치는 또 다른 요인은 배기가스 스트림에서의 배기가스 유동 특성이다. 이러한 이유로, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1은 배기가스 유동 제어, 또는 배기가스 유동 중 질량 전달 계수와 같은 파라미터에 의존하는 유동을 제어하기 위해서도 사용될 수 있다.
배기가스 유동 제어는, 예를 들어, 배기가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템의 제어 및/또는 엔진의 흡기 시스템 제어를 통해 이루어질 수 있다. 도 3은 엔진 시스템에서의 일반적인 가스 흐름을 개략적으로 도시하는 것으로, 본 실시예에서의 상기 엔진 시스템은 엔진에 터보와 다수의 파이프가 연결된 디젤 엔진을 포함한다. 흡입된 공기는 흡기 파이프를 통과하고, 터보차저에서 압축되어서 후속하여, 어떤 경우에는, 디젤 엔진으로 들어가는 공기의 양을 조절하는 스로틀 버터플라이를 통과하기 전에, 인터쿨러에 의해서 냉각될 수 있도록 한다. 이어서 공기는 배기가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템에 의해 재순환 배기가스와 혼합되고, 이 혼합물은 엔진에서 연소가 발생하기 전에 디젤 또는 다른 연료와 혼합될 수 있도록 엔진의 실린더로 흡입된다.
연소 과정에서 나온 배기가스는 터보차저를 동작하게 설정하는 터보 터빈을 통과한다. 그러나 배기가스의 일부는 EGR 파이프로 들어가서, EGR 댐퍼 및 하나 또는 다수의 EGR 냉각기를 거쳐서 다시 흡기 파이프로 인도된다. EGR 댐퍼의 기능은 다시 연소 과정으로 재순환되는 배기가스의 양을 조절하는 것이다. EGR 가스가 냉각될 때에, EGR을 이용함으로써 열 에너지가 배기가스로부터 엔진의 냉각 시스템으로 이동된다. 몇몇 엔진에서는, 배기가스가 엔진 시스템으로부터 완전히 사라지기 전에, 그 배기가스는 배기가스 수집기(도면에 도시되지 않음) 내의 압력을 제어하는 배기가스 댐퍼(설치된 경우)를 통과한다. 이어서, 배기가스는 앞서 언급한 바와 같이 디젤 분진 필터 및/또는 SCR 촉매를 포함할 수 있는 후처리 시스템을 통과한다. 엔진이 심하게 부하를 받지 않는 경우, 배기가스는 원하는 것보다 더 낮은 온도를 취할 것이고, 이에 따라 촉매를 냉각시킬 것이다. 배기가스 냉각량을 제한하는 한 가지 방법은 엔진으로 들어가는 공기를 위한 흡기 파이프에 배치된 댐퍼를 사용하는 것이다. 따라서, 엔진으로 유입되는 공기량이 제한될 수 있는데, 이는, 결국에는, 엔진을 빠져나가는 배기가스도 제한되고, 이 결과 배기가스가 주어진 부하 상태에서 보다 더 가온되고 이와 동시에 연소 생성물의 분율이 일반적으로 더 높아진다는 것을 의미한다. 전술 한 바와 같이, 이 댐퍼는 일반적으로 스로틀 버터플라이(throttle butterfly)라고 칭한다. 엔진이 소비하는 공기량은 엔진의 속도에 의해 큰 범위로 결정되는데, 이 경우에서의 이것의 의미는 엔진 속도가 크면 클수록 더 많은 양의 공기가 엔진에 필요하다는 것이다.
본 발명에 따르면, 하나 또는 다수의 파라미터 P1은 배기가스 재순환(EGR) 및/또는 엔진으로의 공기 흐름을 조절하도록 배치된 흡기 시스템을 위한 가스 유동 시스템을 제어하는 데에도 사용될 수 있다. 또한, 배기가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템의 제어는 상기 연소 엔진에 의해 생성된 배기(emission)와 관련된 추가 파라미터들을 가지고 제어된다. 이 맥락에서 배기(emission)는 예를 들어 배기가스(exhaust)와 소음을 의미한다. 또한, 배기가스 유동의 감소는 배기 시스템 내에 포함된 구성요소의 분율을 변화시키기 위해 엔진 부하의 증가와 결합시킬 수 있다. 이 실시예는 상기 분율 설정치, 또는 상기 분율 설정치의 함수인 값을 사용하여, 예를 들어, 배기 브레이크의 사전 제어 또는 피드백 제어로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명에 다른 방법의 예시적인 실시예의 흐름도를 보이고 있다.
A. A에서, 다른 센서 신호(가상 센서)들로부터 제1 파라미터 P1이 측정되거나 계산된다. A에서, 제1 파라미터 P1은 또한 차량 전방의 도로 구간에 걸쳐 계산될 수도 있다.
B. 제1 파라미터 P1의 값에 기초하여, 농도/분율 조절 조치를 취할 필요가 있는지 여부를 B에서 결정한다. 이 결정은, 예를 들어, 제1 파라미터 P1을 문턱 값과 비교하거나 상기 제1 파라미터의 다수의 예측치들을 관련된 제어 전략들과 비교하여, 취해져야 할 농도/분율 조절 조치를 선택한 것에 기초하여 이루어질 수 있다.
C. 농도/분율 조절 조치가 취해진 경우, 관성 주행을 활성화해야 하는지 여부가 C에서 계산된다. 요청된 엔진 출력, 요청된 엔진 토크, 예측된 속도, 예측된 도로 경사도 등과 같은 다른 파라미터들도 또한 관성 주행을 활성화해야 하는지 여부를 계산하는 데에 고려될 수 있다. 상술한 바와 같이, 관성 주행의 활성화를 위한 다른 조건들도 고려되어야 한다.
D. D에서, 관성 주행이 활성화되도록 예를 들어 변속기를 중립 위치에 결합시키거나 클러치 장치를 개방함으로써 구동계가 제어된다.
E. E에서, 배기 시스템 내의 농도/분율을 조절하기 위해 외부 부하를 이용할 필요가 있는지 여부에 관한 검사가 수행된다.
F. 외부 부하가 사용되어야 하는 경우, F에서, 원하는 엔진 부하가 달성될 수 있도록 외부 부하가 제어된다.
G. G에서, 배기가스 스트림 내의 농도/분율을 조절하기 위해 외부 히터를 이용할 필요가 있는지 여부에 관한 검사가 수행된다.
H. 외부 히터가 사용되어야 하는 경우, H에서, 배기가스 스트림 내에 원하는 농도/분율이 달성될 수 있도록 예를 들어 버너, 엔진 안으로의 탄화수소 주입, 또는 배기가스 내로의 탄화수소 주입을 제어함으로써 외부 히터가 제어된다.
I. I에서, 배기가스 스트림 내의 농도/분율을 조절하기 위해 배기가스 유동을 제어할 필요가 있는지 여부에 관한 검사가 수행된다.
J. 배기가스 스트림 내의 농도/분율 조절을 위해 배기가스 유동을 제어할 필요가 있는 경우, J에서, 원하는 배기가스 유동이 달성되고 배기가스 스트림 내에 원하는 농도/분율이 간접적으로 성취될 수 있도록, 배기가스 유동이 제어된다.
본 발명은 자동차(100)의 구동계의 전부 또는 일부를 제어하도록 배치된 제어 장치를 일례로 포함하는 제어 시스템에서 구현될 수도 있다. 또한, 상기 제어 시스템은 외부 부하, 외부 히터 등과 같은 다른 기능부들을 제어하도록 배치된 추가 제어 장치들도 포함할 수 있다. 표시된 유형의 제어 장치들은 일반적으로 차량의 각기 다른 부분에서뿐만 아니라 다른 제어 장치들로부터 나온 센서 신호를 수신하도록 배치된다. 이들 제어 장치는 또한 일반적으로 여러 가지의 차량 부품들과 차량 구성요소들로 제어 신호를 보내도록 배치된다. 제어 장치는 또한 예측된 파라미터 값들의 계산/시뮬레이션을 위해 배치된 계산 장치를 포함하거나 그 계산 장치에 접속될 수 있다.
일반적으로, 현대의 차량의 제어 시스템은 차량에 배치된 다수의 전자 제어 장치(ECU) 또는 제어기(115, 208)와 여러 가지 구성요소들을 연결하기 위한 하나 또는 다수의 통신 버스들로 이루어지는 통신 버스 시스템으로 구성된다. 이러한 제어 시스템은 많은 수의 제어 장치를 포함할 수 있고, 차량 내의 특정 기능부에 대한 책임은 하나 이상의 제어 장치들 사이에 각기 분배될 수 있다.
상기 제어는 일반적으로 프로그램된 명령에 의해 이루어진다. 이러한 프로그램된 명령들은 통상적으로 컴퓨터 또는 제어 장치에서 실행될 때에 컴퓨터/제어 장치가 본 발명에 따른 방법들과 같은 원하는 제어를 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램으로 이루어진다. 컴퓨터 프로그램은 일반적으로 컴퓨터 프로그램 제품으로 이루어지고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 컴퓨터 프로그램(109)이 저장된 적용 가능한 저장 매체(121)를 포함한다. 상기 디지털 저장 매체(121)는, 예를 들어, ROM(읽기 전용 메모리), PROM(프로그램 가능 읽기 전용 메모리), EPROM(소거 가능 PROM), 플래시, EEPROM(전기적으로 소거 가능한 PROM), 하드 디스크 장치 등의 그룹에서 선택된 임의의 것으로 이루어지며, 상기 제어 장치 내에 또는 제어 장치와 조합되어 설치될 수 있는데, 이 경우 컴퓨터 프로그램은 제어 장치에 의해 실행된다.
예시적인 제어 장치(제어 장치(208))가 도 4에 표시되었고, 이 제어 장치는 결과적으로 계산 장치(120)를 포함 할 수 있고, 상기 계산 장치는, 일례로, 적절한 유형의 프로세서 또는 마이크로컴퓨터, 예를 들어, 디지털 신호 처리 회로[디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor), DSP], 또는 소정의 특정 기능을 갖춘 회로[특정용도 집적회로(Application Specific Integrated Circuit), ASIC]로 이루어질 수 있다. 계산 장치(120)는, 이 계산 장치에, 예를 들어, 이 계산 장치가 계산을 수행할 수 있도록 하기 위해 필요한 저장된 프로그램 코드(109) 및/또는 저장된 데이터를 제공하는 메모리 장치(121)에 연결된다. 계산 장치는 또한 메모리 장치(121)에서의 중간 또는 최종 계산 결과를 저장하도록 구성된다.
또한, 상기 제어 장치에는 입력 및 출력 신호를 각각 수신하고 전송하는 소자/장치(122, 123, 124, 125)가 설치된다. 이러한 입력 및 출력 신호는 파형, 펄스 또는 그 밖의 다른 속성(attribute)을 포함할 수 있고, 이들은 입력 신호를 계산 장치(120)에 의해 처리되는 정보로 수신하기 위한 상기 장치에 의해 검출될 수 있다. 출력 신호를 전송하기 위한 장치(123, 124)는, 계산 장치(120)에서 나온 계산 결과를, 신호들을 쓰려고 하는 차량의 제어 시스템의 다른 부분들 및/또는 구성요소(들)로 전송하기 위한 출력 신호로, 변환하도록 구성된다. 입력 및 출력 신호의 수신 및 전송을 위한 장치들로의 연결 각각은 하나 또는 여러 개의 케이블; CAN, MOST(Media Oriented Systems Transport), 또는 임의의 다른 적절한 버스 구성과 같은 데이터 버스; 또는 무선 통신 접속으로 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 (제어) 시스템은 배기가스 스트림 내에 포함된 하나 또는 다수의 물질 TEx의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 관성 주행의 활성화 또는 비활성화를 위해 차량의 구동계를 제어하도록 구성된 제어 장치를 포함하고, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 상기 배기가스 스트림 내의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차이이다. 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 바와 같이, 이 시스템은 위에서 설명한 제어 시스템으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 또한 위의 설명에 따른 적어도 하나의 시스템을 포함하는, 버스, 트럭 또는 이와 유사한 자동차와 같은 자동차(100)에도 관한 것이다.
끝으로, 본 발명은 위에서 설명된 본 발명의 실시예들로 제한되지 않으며, 첨부된 독립 청구항의 보호 범위 내의 모든 실시예들을 포함하고 그에 관계된다.

Claims (24)

  1. 클러치 장치를 통해 변속기에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동계 및 상기 연소 엔진으로부터 나오는 배기가스 스트림을 제거하기 위해 배치된 배기 시스템을 포함하는 자동차의 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율을 자동차의 구동계의 제어를 통해 조절하기 위한 방법으로서,
    - 상기 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질 TEx의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 관성 주행(coasting)의 활성화 또는 비활성화를 위해 상기 구동계를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 상기 배기가스 스트림 내의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차이인, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나가 제1 농도/분율 C1/X1, 그리고/또는 상기 배기가스 스트림 내의 상기 제1 농도/분율 C1/X1과 제2 농도/분율 C2/X2 사이의 제2 농도/분율 차이인, 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 농도/분율 C1/X1은 소정의 농도/분율을 얻고자 하는 상기 배기가스 스트림 내의 영역의 상류에 있는 배기가스 스트림 내의 농도/분율인, 방법.
  4. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나가 상기 제1 농도/분율 C1/X1 및/또는 제1 농도/분율 차이 및/또는 제2 농도/분율 차이의 시간 도함수 및/또는 시간 적분인, 방법.
  5. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나가 상기 자동차 전방의 도로 구간 걸쳐 계산되되 당해 자동차에 해당하는 하나 또는 다수의 차량 특정 데이터 및/또는 도로 특정 데이터에 기초하여 계산되는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 차량 특정 데이터 및/또는 도로 특정 데이터는, 도로 경사도, 도로 곡률, 및 제한 속도; 자동차 중량; 구름 저항; 공기 저항; 최대 출력, 최소 출력, 최대 토크, 최소 토크, 배기가스 유량, 배기가스 재순환 함량, 람다 값 및 분사 파라미터를 포함하는 그룹으로부터 선택된 것인, 방법.
  7. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 제1 농도/분율 C1/X1은 기상 물질의 농도/분율 또는 고착된 미립자 또는 액적의 농도이고, 상기 제2 농도/분율 C2/X2는 배기 시스템의 표면 또는 기판 위의/그에 최근접한 배기가스 스트림 내의 농도/분율인, 방법.
  8. 청구항 2 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 제1 농도/분율 C1/X1 및/또는 상기 제2 농도/분율 C2/X2는, 산소 O2, 이산화탄소 C02, 일산화탄소 CO, 황산화물 SOx, 질소산화물 NOx, 일산화질소 NO, 이산화질소 N02, 아산화질소 N2O, 암모니아 NH3; 및 매연, HC 방울 및 재와 같은 미립자를 포함하는 그룹 중의 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율인, 방법.
  9. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나의 값이 문턱 값 PT보다 낮으면 관성 주행이 활성화되는, 방법.
  10. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    관성 주행의 활성화 또는 비활성화를 위한 상기 구동계의 제어는 요청된 엔진 동력; 요청된 엔진 토크; 전방의 도로 구간에 걸쳐 자동차에 대해 계산된 속도 및/또는 계산된 도로 경사도를 포함하는 그룹 중의 임의의 것과 관련된 하나 또는 다수의 추가 파라미터에도 기초하는, 방법.
  11. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    - 상기 변속기를 중립 위치에 결합시키거나,
    - 상기 클러치 장치를 개방함으로써,
    관성 주행이 활성화되는, 방법.
  12. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    관성 주행이 활성화된 때에, 상기 배기가스 스트림 내에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx를 증가 또는 감소시키기 위해, 적어도 하나의 외부 부하를 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 제어하는 것도 또한 포함하고, 상기 외부 부하는 상기 클러치 장치/변속기의 엔진 측에 설치된, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 외부 부하는, 배기 열을 에너지로 변환(WHR)하기 위해 배치된 시스템; 물 펌프, 팬 또는 압축기와 같은 보조 장치; 발전기; 하이브리드 발전기 또는 유사한 에너지 재활용 시스템; 리타더, 배기 브레이크 또는 다른 보조 브레이크를 포함하는 그룹에서 선택된 하나 또는 다수의 외부 부하인, 방법.
  14. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    관성 주행이 활성화된 때에, 상기 배기 시스템에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx를 감소 또는 증가시키기 위해, 적어도 하나의 외부 히터를 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 제어하는 것도 또한 포함하는, 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 외부 히터는,
    연소 엔진의 실린더 뒤의 배기가스 스트림 내에 설치된 버너;
    배기가스 스트림 내에 배치된 촉매에 산화 또는 연소를 위한 탄화수소를 주입하기 위해 배치된 시스템;
    연소 엔진의 실린더 뒤의 배기 시스템에 설치된 전기 히터; 및
    배기가스 스트림 내에, 또는 배기가스 스트림에 밀접하게 설치된 다른 외부 히터를 포함하는 그룹에서 선택된 것인, 방법.
  16. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    관성 주행이 활성화된 때에, 상기 배기가스 스트림 내의 온도 TEx를 조절하기 위해, 상기 연소 엔진에 연료를 분사하기 위해 배치된 연료 분사 시스템을 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 제어하는 것도 또한 포함하는, 방법.
  17. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 배기가스 스트림 내에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해, 상기 배기가스 스트림에 연료, 요소 또는 다른 액체를 주입하기 위해 배치된 주입 시스템을 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 제어하는 것도 또한 포함하는, 방법.
  18. 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    관성 주행이 활성화된 때에, 상기 배기가스 스트림 내에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해, 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여, 배기가스 스트림 내의 배기가스 유동을 제어하거나, 또는 상기 배기가스 유동에 의존하는 질량 전달 계수와 같은 파라미터를 제어하는 것도 또한 포함하는, 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 배기가스 스트림 제어는,
    - 상기 배기가스 스트림 내에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해, 상기 연소 엔진을 위해 배치된 배기가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템을 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 제어하고; 그리고/또는
    - 상기 배기가스 스트림 내에 포함된 하나 또는 다수의 물질의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해, 상기 연소 엔진 안으로 유동하는 공기를 조절하기 위해 배치된 흡기 시스템을 상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 제어하는 것을 포함하는, 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    배기가스 재순환(EGR)을 위한 가스 유동 시스템의 제어 및/또는 흡기 시스템 제어는 상기 연소 엔진에 의해 생성된 배기(emission)와 관련된 추가 파라미터에도 기초하는, 방법.
  21. 컴퓨터에서 실행될 때에 컴퓨터가 선행 청구항들 중 어느 한 청구항에 따른 방법을 수행하는 것이 달성되도록 하는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  22. 컴퓨터에서 읽기 가능한 매체 및 청구항 21에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램이 상기 컴퓨터에서 읽기 가능한 매체에 포함되어 있는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 클러치 장치를 통해 변속기에 연결될 수 있는 연소 엔진을 포함하는 구동계 및 상기 연소 엔진으로부터 나오는 배기가스 스트림을 제거하기 위해 배치된 배기 시스템을 포함하는 자동차의 하나 또는 다수의 기능부를 제어하기 위해 배치된 시스템에 있어서,
    상기 배기가스 스트림에 포함된 하나 또는 다수의 물질 TEx의 농도/분율 CEx/XEx를 조절하기 위해서, 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1에 기초하여 관성 주행(coasting)의 활성화 또는 비활성화를 위해 상기 구동계를 제어하도록 구성된 제어 장치를 포함하고,
    상기 하나 또는 다수의 제1 파라미터 P1 중 적어도 하나는 상기 배기가스 스트림 내의 제1 농도/분율 C1/X1과 기준 농도/분율 CRef/XRef 사이의 제1 농도/분율 차이인 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 청구항 23에 따른 적어도 하나의 시스템을 포함하는 자동차.
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