KR20170138348A - Scr 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템을 구동하는 방법 - Google Patents

Scr 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템을 구동하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170138348A
KR20170138348A KR1020170068531A KR20170068531A KR20170138348A KR 20170138348 A KR20170138348 A KR 20170138348A KR 1020170068531 A KR1020170068531 A KR 1020170068531A KR 20170068531 A KR20170068531 A KR 20170068531A KR 20170138348 A KR20170138348 A KR 20170138348A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase change
supply system
metering supply
transfer
countermeasure
Prior art date
Application number
KR1020170068531A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102344102B1 (ko
Inventor
마크 노이펠트
모우함 타니모우
슈테펜 슈핀틀러
볼프강 마우크
마틴 픽코
미햐 뮌첸마이
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20170138348A publication Critical patent/KR20170138348A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102344102B1 publication Critical patent/KR102344102B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/05—Systems for adding substances into exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F01N2610/105—Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/11—Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1486—Means to prevent the substance from freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1493—Purging the reducing agent out of the conduits or nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/12—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the vehicle exterior
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1811—Temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명은, 내연 기관의 배기가스 장치 내 SCR 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법에 관한 것으로, 이 방법에서는 시스템의 부품에서 빙압 손상을 방지하기 위해, 액체 상태로부터 고체 상태로의 환원제 용액의 상 변화의 모니터링이 상 변화 모델을 이용하여 수행된다. 액체 상태로부터 고체 상태로의 상 변화가 예측되는 경우에만, 빙압 손상을 방지하기 위한 하나 이상의 대응 조치가 수행된다. 필요에 맞는 대응 조치의 도입을 통해, 이송 및 계량공급 시스템의 마모 및 에너지 소모가 최소화된다.

Description

SCR 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템을 구동하는 방법{METHOD FOR OPERATING A FEEDING AND DOSING SYSTEM FOR SOLUTION OF REDUCING AGENT OF A SCR CATALYTIC CONVERTER}
본 발명은 내연 기관의 배기가스 장치 내의 SCR 촉매 컨버터의 동결 위험이 있는 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템 작동 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 구성되거나 제공된 컴퓨터 프로그램과 기계 판독 가능 저장 매체 및 전자 제어 장치에 관한 것이다.
특히, 내연 기관의 배기가스 내에 함유된 질소 산화물을 환원제를 이용하여 질소로 환원하는 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매 컨버터가 그 배기가스 영역 내에 배치되어 있는 자동차에서 내연기관을 구동하는 방법 및 장치가 공지되어 있다. 이러한 촉매 반응을 위해 요구되는 환원제는 통상 요소 수용액(예를 들어 AdBlue®)의 형태로 배기가스 장치 내로 계량 주입된다. 이를 위해, 계량공급 장치가 SCR 촉매 컨버터의 상류에 제공된다. 액체 환원제 용액의 필요에 따른 계량공급을 위해 유압 이송 및 계량공급 시스템이 공지되어 있는데, 이는 통상, 탱크로부터 용액을 이송하기 위한 하나 이상의 이송 펌프, 유압 공급 라인, 계량공급 모듈 및 경우에 따라 가열 장치를 포함한다. 액체 환원제 용액은, 그 조성에 따라 예컨대 약 -10℃ 미만의 온도에서 동결되는 동결 가능 용액이기 때문에, 라인 및 밸브 내 빙압에 의한 동해 손상(frost damage)과 관련하여, 내연 기관의 정지 후에 상기 시스템의 오버런 시 시스템을 부분적으로 또는 완전히 비우는 작업이 종종 행해진다. 시스템 내 라인들을 위해 주로 특별한 목적으로, 동결 중 환원제 용액의 팽창을 보상할 수 있는 탄성 라인이 사용된다. 예를 들어 펌프, 계량공급 밸브, 센서 및 연결 편과 같은 여타의 부품들은 일반적으로 비움 작업(emptying)을 통해서만 빙압에 대해 충분히 보호될 수 있다. 또한, 주위 온도가 낮은 경우 시스템이 작동 중에 동결될 위험이 있다. 이를 방지하기 위해, 주위 온도에 따라 필요 시 시스템 가열 능력(heating capacity)이 요구될 수 있다.
본 발명은 내연 기관의 배기가스 장치 내 SCR 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템을 작동하는, 특히 에너지 효율적인 시스템 작동을 허용하는 방법을 제공한다. 이 경우, 시스템의 부품에서의 빙압 손상을 방지하기 위해, 액체 상태로부터 고체 상태로의 환원제 용액의 상 변화의 모니터링이 상 변화 모델을 참조로 수행된다. 액체 상태로부터 고체 상태로의 상 변화가 예측되는 경우에만, 즉, 액체의 동결 시에만, 빙압 손상의 방지를 위한 하나 이상의 대응 조치가 수행된다. 이러한 방법은, 빙압 손상의 방지를 위한 에너지 및 시간 소모적인 대응 조치가 사실상, 실제 빙압 손상이 우려되는 경우에만 개시되는 특별한 장점이 있다. 예를 들어, 가열 능력 요구 또는 시스템으로부터 환원제 용액 재순환은, 빙압에 민감한 시스템 내에서 용액의 상 변화 방지를 위해 필요할 경우에만 수행된다. 이로써, 본 발명에 따른 방법에 따라, 대응 조치의 빈도를 최소화하여 이송 및 계량공급 시스템 내 마모 및 에너지 소모를 줄일 수 있다. 이 방법은 시스템의 작동 진행 중에, 즉, 내연 기관의 작동 중에 수행될 수 있다. 또한, 매우 바람직하게, 상기 방법은 내연 기관의 오버런 시, 즉, 내연 기관에 의해 구동되는 시스템, 예를 들어 자동차의 정지 후에 수행될 수도 있다. 경우에 따라, 변하는 주변 조건들, 예를 들어 외부 온도의 하강에 대해 반응할 수 있도록, 상기 방법이 오버런의 종료 이후에도 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 구성에서, 상 변화 모델에서 이송 및 계량공급 시스템의 부분 영역들이 개별적으로 재현된다. 예를 들어, 이송 및 계량공급 시스템이 빙압에 대한 민감도가 상이한 영역들로 분할될 수 있다. 또한, 특히 바람직하게는, 시스템의 토폴로지를 재현하는 관련 부분 영역들로의 전체 시스템의 분할이, 빙압 손상을 방지하기 위한 대응 조치의 수행 시, 상이한 빙압 위험 영역들에 대해 상이하게 그리고 요구에 맞게 반응할 수 있다.
바람직하게는, 상 변화 모델에 현재 위치 데이터 및/또는 온도 데이터 및/또는 날씨 데이터가 포함된다. 매우 바람직하게는, 상 변화 모델 내에 특히 주위 온도를 재현하는 온도 모델이 포함된다. 이러한 온도 모델도 마찬가지로 이송 및 계량공급 시스템의 다양한 부품을 개별적으로 재현하는 부분 영역들로 분할될 수 있다. 바람직하게는, 온도 모델의 부분 영역들이 전술한 상 변화 모델의 부분 영역들에 상응한다. 상 변화 모델 및 경우에 따라 온도 모델 내에 포함되는 데이터는 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 적합한 센서, 예를 들어 온도 센서로부터 유래한다. 또는, 외부 온도 데이터, 예를 들어 기상 관측소 등의 온도 데이터도 상 변화 모델 및 경우에 따라 온도 모델에 포함될 수 있으며, 이러한 데이터는 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 적합한 인터페이스를 통해 예를 들어 제어 장치로 공급된다.
상 변화 모델의 계산은 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 제어 장치에서, 예를 들어 자동차의 제어 장치에서 수행될 수 있다. 또한, 상응하는 계산이 외부 유닛을 통해, 예를 들어 클라우드 서버상에서 수행되는 것도 가능하다. 상응하는 상태 변수들은 예를 들어 주기적으로 그리고/또는 시스템의 셧 다운 이전에, 즉, 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 정지 이후 오버런 중에 클라우드 서버에 전송될 수 있다. 이는 예를 들어 상응하는 위치 정보 및 날씨 데이터를 이용하여 상 변화의 예측을 수행할 수 있으며, 응답으로서 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 제어 장치에, 경우에 따라 재순환 권고 또는 빙압 방지를 위한 다른 대응 조치를 부여할 수 있다. 이 경우, 외부 유닛에서 상 변화 모델의 계산, 특히 클라우드 서버에 기반하는, 대응 조치 개시 권고가 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 제어 장치에 통지된다.
전체적으로, 본 발명에 따른 방법을 이용하여, 불필요한 비움 및 재충전 과정이 절약될 수 있고, 그로 인해 한편으로 에너지 효율이 증대된다. 다른 한편으로는, 시스템 내 펌프(들)의 작동 시간 및 관련 밸브의 스위칭 주기가 단축됨으로써, 또 다른 매우 바람직한 효과로서 시스템 내 마모가 감소한다.
본 발명에 따른 방법의 매우 바람직한 한 구성에서, 상 변화 모델의 출력 변수로서, 상 변화까지의 예측 기간을 지시하는 하나 이상의 기간이 출력된다. 즉, 대응 조치가 취해지지 않는 한, 그 경과 후 시스템의 동결이 예상될 수 있는 기간이 표시된다. 바람직하게는, 상기 기간의 최소 기간에 못 미칠 경우, 빙압 손상을 방지하기 위한 하나 이상의 대응 조치가 수행된다.
대응 조치로서, 예를 들어 전체 이송 및 계량공급 시스템 및/또는 상기 이송 및 계량공급 시스템의 하나 이상의 부분 영역을 위한 가열 능력이 요구될 수 있다. 예를 들어, 특히 빙압에 민감한 계량공급 모듈을 위한 가열 능력이 요구될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 대응 조치로서, 부분 영역들로부터 또는 전체 이송 및 계량공급 시스템으로부터 환원제 용액의 재순환이 요구될 수 있다. 또한, 대응 조치로서 원칙적으로, 이송 및 계량공급 시스템의 라인 섹션들 또는 부분 영역들을 블록킹하기 위한 의도적인 냉각 조치를 통한 제어된 동결이 요구될 수 있다. 이와 관련하여, 동 출원인의 아직 공개되지 않은 특허 출원 제10 2015 210 509.1호가 참조되며, 제어된 동결을 통한 목표한 블록킹과 관련된 상기 출원의 공개 내용은 본 발명의 특징들과 결합하여 종속적으로 공개되고 청구될 수 있게 적용된다. 이를 위한 전제 조건은, 상응하는 라인 섹션들의 영역 내에 적절한 냉각 소자가 배치되어야 한다는 것이다. 이러한 냉각 조치를 통해, 시스템의 특정 영역에서, 재순환 과정 이후 의도하지 않은 환원제 용액의 재충전으로부터 라인 시스템을 보호하는 의도적인 결빙이 유도될 수 있다. 이를 위해, 바람직하게는, 필요한 효과에 따라 가열 소자 또는 냉각 소자로서 구동될 수 있는 펠티에 소자가 사용될 수 있다. 이는 예를 들어 구동 전류 방향에 의해 제어될 수 있다. 펠티에 소자의 상응하는 구동을 통해, 특정 위치에서 환원제 용액이 동결되도록, 상기 위치에서 냉각 능력이 조정될 수 있다. 이 경우, 바람직하게는, 인접한 영역들에서, 그곳에 각각 배치된 펠티에 소자가 반대 방향으로, 즉, 가열 작용을 하도록 작동될 수 있음으로써, 원하지 않는 영역의 동결이 방지된다. 이러한 방식으로, 그러한 목적의 차단을 통해, 특히 계량공급 밸브 또는 펌프와 같이 빙압에 민감한 부품들이 라인 내의 "보호성" 결빙 차단을 통해 비움 이후 재충전으로부터 보호될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 이러한 양태와 관련하여 제어 장치가 그에 연결된 온도 감지기를 구비함으로써, 제어 장치가 원하는 지점에서 차단을 유도하고 경우에 따라 이를 지속시키기 위해, 가열 및 냉각 소자가 활성화되어야 하는지를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법의 단계를 수행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 유형의 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계 판독 가능 저장 매체 및 본 발명에 따른 방법의 단계를 수행하도록 구성된 전자 제어 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 방법을 컴퓨터 프로그램으로서, 또는 기계판독 가능 저장 매체로서, 또는 전자 제어 장치로서 구현할 경우, 본 발명에 따른 방법이 예컨대 기존의 자동차에서도 또는 내연 기관에 의해 구동되는 다른 상응하는 시스템에서도, SCR 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템이 매우 에너지 효율적이고 시스템 보호적인 방식으로 작동될 수 있도록 사용되는 장점이 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 도면과 관련되는 실시예의 이하의 설명으로부터 형성된다. 이 경우에, 개별 특징들은 각각 단독으로 또는 서로 조합되어 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 상 변화 모델에 따라 SCR 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템의 부분 영역을 재현하는 개별 온도 셀의 개략도이다.
도 2는 시간 경과 중에 상 변화 발생까지의 예측 기간(tpi)의 전개를 도시한 그래프이다.
도 1은 본원 방법에 따른 상 변화 모델의 개별 온도 셀[zi(z1, z2, z3, z4, z5,...)]을 도시하며, 각각의 온도 셀(zi)은 내연 기관의 배기가스 장치 내 SCR 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템의 부분 영역을 재현한다. 특히 바람직하게는, 그 빙압 위험이 구별되는 시스템의 상이한 부분 영역들 또는 토폴로지가 개별 온도 셀(zi)을 통해 재현된다. 개별 온도 셀(zi)은 예를 들어 이송 및 계량공급 시스템의 토폴로지를 반영한다. 예를 들어, 빙압에 민감한 계량공급 모듈은 온도 셀(z1)을 형성할 수 있고, 경우에 따라 상응하는 탄성에 의해 빙압에 덜 민감한 공급 라인은 또 다른 온도 셀(z2)을 형성할 수 있다. 각각의 온도 셀(zi)에는, 적용 변수로서 각각의 온도 셀(zi)의 각각의 빙압 민감도를 반영하는 특정 온도 전도 계수[ηi(η1, η2, η3,...)]가 할당된다. Qi(Q1, Q2, Q3,...)는 각각의 온도 셀(zi)에 공급되는 열량을 나타낸다. 공급되는 열량(Qi)은 특히 주위 온도에 좌우된다. 그러나 다른 인자들도 공급된 열량(Qi)에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 차량의 내연 기관에 의해 구동되는 시스템 내 각 부품들의 장착 위치가 중요하다. Qi에 추가로 또는 대안적으로, 온도 셀[Ui(U1, U2, U3,...)]이 온도 셀(zi)에 부가된다. 상 변화 모델의 한 간단한 구성에서는, 온도 셀(Ui)이 외부 온도의 측정값으로 재현될 수 있다. 또는, 이를 위해 외부 온도에 대한 온도 모델이 사용될 수도 있다. 특히 바람직하게는, 시스템의 개별 부분 영역들[온도 셀(zi)]에 미치는 주위 온도의 작용을 재현하는, 주위 온도를 위한 복수의 온도 셀(Ui)이 사용된다. 이러한 다양한 변수들을 고려하여, 모델의 출력 변수로서 각각의 온도 셀(zi)에서 상 변화까지의 예측 기간, 즉, 대응 조치가 취해지지 않을 경우, 그 기간의 경과 후에 이송 및 계량공급 시스템의 각각의 부분 영역에서 환원제 용액의 동결을 예측할 수 있는 기간을 지시하는 예측 기간[tpi(tp1, tp2, tp3,...)]이 결정된다. 예측 기간(tpi)을 위한 데이터는 제어 장치에서 처리될 수 있다. 이러한 데이터가 상응하는 인터페이스를 통해 외부 유닛, 예를 들어 클라우드 서버에 전달될 수도 있고, 그곳으로부터 경우에 따라 빙압 손상을 방지하기 위한 상응하는 대응 조치가 개시될 수도 있다. 상 변화 모델 및/또는 온도 모델의 계산도 외부 유닛에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 외부 서버(전문가 시스템) 상에서 시스템을 위한 상 변화 모델, 즉, 특히 온도 셀(z1-n)이 위치 데이터 및 예를 들어 각각의 현재 위치에 대한 날씨 예보를 고려하여 계산될 수 있다. 예측된 상 변화 시간(tpi)에 대한 최소 임계치의 하회 시, 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 제어 장치가 상응하는 연결 인터페이스를 통해 웨이크업되고, 빙압 손상을 방지하기 위한 적절한 대응 조치가 개시될 수 있다. 대응 조치가 종결되면 상응하는 데이터가 다시 전송될 수 있고, 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 제어 장치가 다시 셧 다운될 수 있다. 이러한 과정은, 경우에 따라 여러 번 주기적으로 반복될 수 있다. 예를 들어 클라우드 서버로 연결되는 인터페이스를 통해, 상 변화 시간(tpi)만 전송될 수 있는 것은 아니다. 내연 기관에 의해 구동되는 각각의 시스템의 다양한 상태 변수(Qi, Ui, ηi), 현재 위치 데이터, 식별 데이터 등도 인터페이스를 통해 양 방향으로 전송될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 상 변화 모델의 출력 변수로서 계산되는 상 변화 시간(tpi)의 예시적인 시간별 전개 또는 거동을 도시한다. 상 변화 시간(tpi)이 사전 설정 가능한 최소 임계치(tpi min)를 하회하는 경우, 시스템 내의 빙압 손상을 방지하기 위한 본 발명에 따른 대응 조치가 개시된다. 이러한 예에서, 예를 들어 시점(10)에 이송 및 계량공급 시스템의 해당 영역을 위한 가열 조치가 개시되는 경우, 예를 들어 계량공급 모듈이 목표한 대로 가열될 수 있다. 이러한 가열 조치가 공급된 열량(Qi)에 영향을 미침으로써, 가열 조치 중에 계산 가능한 상 변화 시간(tpi)이 다시 변경되기도 한다. 상 변화 시간(tpi)은 가열 조치의 진행 중에 다시 증가한다. 허용 가능한 상 변화 시간(tpi akz)의 소정의 임계치에 도달하면, 가열 조치는 시점(20)에서 종료될 수 있다. 예측 가능한(계산 가능한) 상 변화 시간(tpi)의 추가 진행 시마다, 상기 과정이 필요에 따라 반복될 수 있다.
각각의 이송 및 계량공급 시스템의 구성에 따라, 빙압 손상을 방지하기 위한 개시되는 대응 조치가 다르게 보일 수 있다. 예를 들어, 대응 조치로서, 상 변화 모델 내의 하나 이상의 온도 셀(zi)에서 예측된 상 변화 시간(tpi)의 최소 임계치에 못 미치는 경우, 전체 이송 및 계량공급 시스템이 가열될 수 있다. 전체 시스템의 가열은 예를 들어, 상 변화 모델에서 시스템의 개별 부분 영역들로의 분할이 제공되지 않을 경우에도 적절한 조치일 수 있다. 이송 및 계량공급 시스템의 부분 시스템(들)을 의도적으로 가열할 경우, 본 발명에 따른 방법에 기반한 더 높은 에너지 효율이 달성될 수 있으며, 이 겨우 가열은, 상 변화, 즉, 환원제 용액의 동결 위험에 처한 시스템의 부분 영역들에서 의도적으로 수행된다. 바람직하게는, 이러한 구성에서, 상 변화 모델이 이송 및 계량공급 시스템의 개별 부분 영역들[온도 셀들(zi)]로 세분화된다. 그로 인해, 대응 조치 시 매우 높은 에너지 효율이 달성되며, 이때 가열 공정은 공간별로 구분된다. 상응하는 가열 능력이 제공되지 않는 경우, 또는 상응하는 가열 능력에 추가로 또는 대안적으로, 대응 조치로서 전체 시스템의 재순환 또는 비움 작업, 또는 시스템의 부분 영역들의 비움 작업이 개시될 수 있으며, 이를 통해 개별 부품들이 빙압 손상으로부터 효과적으로 보호될 수 있다. 이때, 매우 바람직하게는, 필요한 경우에만 비움 작업이 실시되기 때문에, 과도한 비움 과정이 방지된다. 또 다른 대응 조치로서, 시스템 내 특정 위치에 결빙을 통해, 비움 이후 특정 부분 섹션의 의도치 않은 재충전을 방지하는 차단물을 구비하기 위해, 시스템의 특정 부분 또는 부분 섹션의, 예를 들어 냉각 작용을 하는 적절한 펠티에 소자에 의한, 제어된 동결을 통해 목표한 상 변화를 유도할 수 있다.

Claims (17)

  1. 내연 기관의 배기가스 장치 내 SCR 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법에 있어서,
    시스템의 부품에서 빙압 손상을 방지하기 위해, 액체 상태로부터 고체 상태로의 환원제 용액의 상 변화의 모니터링이 상 변화 모델을 이용하여 수행되며, 액체 상태로부터 고체 상태로의 상 변화가 예측되는 경우에만, 빙압 손상을 방지하기 위한 하나 이상의 대응 조치(10)가 수행되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상 변화 모델에서 이송 및 계량공급 시스템의 부분 영역들이 개별적으로 재현되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상 변화 모델에 현재 위치 데이터 및/또는 온도 데이터 및/또는 날씨 데이터가 포함되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상 변화 모델에 온도 모델이 포함되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  5. 제4항에 있어서, 온도 모델에서 이송 및 계량공급 시스템의 부분 영역들이 개별적으로 재현되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 제어 장치에서 또는 외부 유닛에서 상 변화 모델의 계산이 수행되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  7. 제6항에 있어서, 외부 유닛에서의 상 변화 모델의 계산에 기반하는 대응 조치 개시 권고가, 내연 기관에 의해 구동되는 시스템의 제어 장치로 통지되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상 변화 모델의 출력 변수로서, 상 변화까지의 예측 기간을 지시하는 하나 이상의 기간이 출력되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 대응 조치로서, 전체 이송 및 계량공급 시스템 및/또는 상기 이송 및 계량공급 시스템의 하나 이상의 부분 영역을 위한 가열 능력(10)이 요구되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 대응 조치로서, 이송 및 계량공급 시스템의 부분 영역으로부터 또는 전체 이송 및 계량공급 시스템으로부터의 재순환이 요구되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 대응 조치로서, 이송 및 계량공급 시스템의 라인 섹션들 또는 부분 영역들을 블록킹하기 위해 의도된 냉각 조치를 통한 제어된 동결이 요구되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 단계를 수행하도록 구성되고 기계판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  13. 제12항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계판독 가능 저장 매체.
  14. 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 단계를 수행하도록 구성된 전자 제어 장치.
  15. 제6항에 있어서, 외부 유닛은 클라우드 서버인 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  16. 제7항에 있어서, 외부 유닛은 클라우드 서버인 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
  17. 제8항에 있어서, 상 변화까지의 예측 기간의 최소 기간에 못 미치는 경우, 빙압 손상을 방지하기 위한 하나 이상의 대응 조치(10)가 수행되는 것을 특징으로 하는, 이송 및 계량공급 시스템의 작동 방법.
KR1020170068531A 2016-06-07 2017-06-01 Scr 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템을 구동하는 방법 KR102344102B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016209944.2A DE102016209944A1 (de) 2016-06-07 2016-06-07 Verfahren zum Betreiben eines Förder- und Dosiersystems für die Reduktionsmittellösung eines SCR-Katalysators
DE102016209944.2 2016-06-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170138348A true KR20170138348A (ko) 2017-12-15
KR102344102B1 KR102344102B1 (ko) 2021-12-29

Family

ID=60328113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170068531A KR102344102B1 (ko) 2016-06-07 2017-06-01 Scr 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템을 구동하는 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102344102B1 (ko)
DE (1) DE102016209944A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017222825A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ansteuerung einer Flüssigkeitspumpen-/Antriebskombination in einem Fahrzeug

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100134598A (ko) * 2008-03-11 2010-12-23 이너지 오토모티브 시스템즈 리서치 (소시에떼 아노님) Ｓｃｒ 시스템을 가열하는 방법
JP2015025419A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100134598A (ko) * 2008-03-11 2010-12-23 이너지 오토모티브 시스템즈 리서치 (소시에떼 아노님) Ｓｃｒ 시스템을 가열하는 방법
JP2015025419A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016209944A1 (de) 2017-12-07
KR102344102B1 (ko) 2021-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2582946B1 (en) Method pertaining to air removal from a dosing system at an scr system and an scr system
CN111677575B (zh) 燃烧系统、操作该系统的方法和用于该系统的控制模块
EP2582941B1 (en) Method and device pertaining to cooling of dosing units of scr systems
EP2870335B1 (en) Method pertaining to an scr system and an scr system
RU2546386C2 (ru) Способ и устройство для охлаждения дозаторов систем scr
EP2582945B1 (en) Method and device pertaining to dosing unit of scr system
RU2539239C2 (ru) Устройство и способ для улучшения рабочих характеристик транспортного средства
KR102344102B1 (ko) Scr 촉매 컨버터의 환원제 용액의 이송 및 계량공급 시스템을 구동하는 방법
EP2582940B1 (en) Method and device pertaining to cooling of dosing units of scr systems
RU2556946C2 (ru) Способ и устройство, относящиеся к охлаждению дозаторов системы scr
RU2576557C1 (ru) Способ, относящийся к системе скв, и система скв
CN110792487B (zh) 用于运行scr催化器系统的计量系统的方法
US20130186068A1 (en) Method and device pertaining to cooling of dosing units of hc dosing systems for exhaust cleaning
WO2019059831A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING A SAFE START OF A REDUCING AGENT PROVIDING CONFIGURATION

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right