KR20180021653A - 배기가스 제어 시스템의 순차 제어 방법 및 장치 - Google Patents

배기가스 제어 시스템의 순차 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 특히, SCR 촉매 컨버터를 갖는 내연 기관의 배기가스 제어 시스템을 위한 계량공급 유닛을 위한 순차 제어의 최적화 방법 및 장치에 관한 것이다. 구간 데이터 및/또는 다른 부가 데이터로부터, 배기가스 제어 시스템의 상이한 위치에서 배기가스의 온도(i) 및/또는 배기가스 부품의 온도(j)가 사전 계산되며, 특히, 승압 또는 비워짐과 관련된 계량공급 유닛의 준비성이 최적화된다. 이로써, 배기가스 제어 시스템의 최적화 및 유해 물질 저감이 달성될 수 있다. 또한, 이러한 온도 예측의 포함을 통해, 순차 제어 시에 부품 부하의 감소가 달성될 수 있다.

Description

배기가스 제어 시스템의 순차 제어 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR SEQUENTIAL CONTROL OF AN EXHAUST GAS CONTROL SYSTEM}
본 발명은 내연 기관의 배기가스 제어 시스템의 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법에 관한 것으로, 상기 내연 기관은 배기가스 채널 내에 적어도, 배기가스 제어 시스템의 구성 부품으로서, 배기가스 채널 내의 SCR 촉매 컨버터와, 계량공급 밸브를 갖는 계량공급 유닛과, 승압 시스템으로 구성된 SCR 시스템을 포함하며, 상기 방법에서는 질소 산화물 환원을 위해 계량공급 유닛을 통해 배기가스의 유동 방향으로 SCR 촉매 컨버터 상류에 환원제가 투입될 수 있으며, 제어 유닛을 이용하여 실제 온도 외에 차후의 시점들에 대한 온도 예측도 이용된다.
또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 장치, 특히 엔진 제어 유닛 또는 제어 유닛에 관한 것이다.
최근의 배기가스 제어 시스템에서는 배기가스 후처리를 최적화하기 위해 상태 예측이 이용되는 시스템이 이미 공지되어 있다. DE 10 2004 005072 A1호는, 엔진 제어 기능 및 특히 배기가스 후처리 기능 또는 배기가스 센서 기능을 최적화하기 위해, 예를 들어 내비게이션 시스템 또는 차량 원격 측정 데이터의 GPS 데이터 중에서 차량의 구간 데이터가 이용된다. 이는, 한편으로 유해 물질 저감의 관점에서, 또는 다른 한편으로 작동 준비성, 측정 정확도 또는 진단 기능의 관점에서, 연료 소비 및 첨가물 소비가 최대한 적고, 그리고/또는 구성 부품 보호(수명)가 가능한 최대이며, 그리고/또는 엔진 출력이 최대한 크거나 안락성이 가능한 최대일 때 실시된다. 여기에 언급한 것들은 명백히, 유해 물질 저감 효과를 엔진의 특수 작동을 통해 주기적으로 회복시켜야 하는 입자 필터 또는 NOx 저장 촉매 컨버터의 재생 제어이다. 이를 위해, 엔진은, 배기가스 트레인 내의 온도, 배기가스 유량 및 혼합기 상태(O2 함량, CO 또는 HC와 같은 환원제 농도 등)와 관련한 적합한 조건이 특정 기간 동안 운전자의 가속 페달 요구 및 보조 요소들의 요청과 무관하게, 엔진 출력, 회전수 및 토크에 따라 설정되도록 작동되어야 한다. 이러한 재생 제어의 과제는 차량의 예상 주행 구간에 관한 정보의 이용하에, 바람직하게는 주행할 구간이 요구하는 엔진 작동점이 상기 재생의 필요 배기가스 상태에 있어서 유리하고 예상에 따라 충분히 오래 지속되는 경우에 상기 재생이 시작됨으로써, 최적화될 수 있다.
또한, DE 10 2007 027182 A1호에 따라, 상기 목적으로 바람직하게는, 다른 차량, 예를 들어 전방 주행 차량의 주행 및 구간 데이터도 개입될 수 있는 점이 공지되어 있다. 이에 의해, 엔진 작동점의 예측의 정확도 또는 개연성이 증대될 수 있다.
또한, DE 10 2008 008566 A1호에 따라, 추가로 운전자별 특정 구간 및 주행 거동이 인식되어, 현재 주행 시 엔진 작동의 예측에 고려될 수 있도록 할당됨으로써, 예측의 개선이 가능하다. 또한, 이러한 운전자 고유의 데이터가 이용되고 운전자에게 대응 응답이 제공될 수 있다(DE 10 2008 041617 A1).
DE 10 2014 201304 A1호에는, 연소 엔진의 배기가스 시스템 내에서, 열용량을 가지며, 열을 배기가스와 교환하는 배기가스 시스템의 구성 부품의 상류에 놓인 위치에 대한 온도의 추정값을 결정하는 방법이 기술되어 있는데, 여기서는 미래의 시점에 대한 상기 위치의 온도 추정값이 결정되고, 이 추정값은 현재 시점에서 상기 위치에 대한 온도값과, 현재 시점으로부터 미래 시점까지의 시간 간격과, 배기가스의 특성과, 배기가스 유량과, 구성 부품의 특성의 함수로서 결정되며, 이들에 따라 상기 위치에서의 온도가 온도 및/또는 배기가스 유량의 변동에 반응하게 하는 지연이 좌우된다. 또한, 상기 공보에서는 온도에 대한 상기 추정값을 결정할 수 있는 제어 장치를 청구한다. 또한, DE 10 2014 201304 A1호는, 상기 방법을 이용하여 SCR 촉매 컨버터에서의 환원제 계량공급도 최적화될 수 있다고 기술하고 있다.
SCR 시스템의 순차 제어, 즉, 계량공급을 위해 필요한 승압의 릴리스, 및 필수적이지 않은 계량공급 준비 중에 주위 온도가 낮을 경우 시스템의 셧다운은 실질적으로, 배기가스 트레인 내에 장착된 온도 센서의 실제값을 기초로 한다. SCR 촉매 컨버터 상류의 온도가 화학 반응을 위해 필요한 온도에 근접하는 경우, 승압의 릴리스가 허용된다. 이에 의해, 화학 반응을 위해 필요한 온도의 도달 시 시스템의 계량공급 준비가 완료되는 점이 보장된다. SCR 촉매 컨버터 상류의 온도가 화학 반응을 위해 필요한 온도 아래로 하강하고, 그와 동시에 낮은 외부 온도로 인해 환원제가 시스템 내에서 동결될 수도 있는 위험이 존재하는 경우, 시스템이 비워진다. 그 이유는, 이송 모듈과 압력 라인 사이의 연결 부분(커넥터)이다. 이송 모듈 및 압력 라인과는 달리, 상기 연결 부분은 가열될 수 없다. 또한, 상기 부분은 상대적으로 절연도가 낮아서, 연결 부분에서의 매체 동결 위험이 증가한다. 계량공급 모드 중에, 탱크로부터 이송된 가열된 환원제가 커넥터를 통해 흐름으로써 동결이 방지된다.
그러나 온도가 화학 반응을 위해 필요한 온도 아래로 하강하는 경우, 계량공급이 더 이상 요구되지 않는다. 이로써, 환원제가 더 이상 커넥터를 통해 흐르지 않기 때문에, 동결 위험이 높아진다. 커넥터 내의 환원제가 동결되고 다시 계량공급 요구가 발생하는 경우, 그로 인해 발생하는 압력 라인의 차단에 의해 과압 에러가 발생할 수도 있다. 커넥터 내의 환원제가 동결되고, 시스템의 차단 이전에 주행 주기의 종료 시 계량공급 요구가 더 이상 발생하지 않는 경우, 압력 라인의 차단에 의해 시스템 비움이 더 이상 불가능할 수 있다. 이에 의해, 계량공급 모듈 내의 동결된 환원제에 의해 부품의 손상이 발생할 수도 있다. 또한, DNOX5.x로 알려진 승용차용 SCR 시스템의 실제 재생 시, 이송 모듈의 가열이 이송 및 재순환 펌프의 제어만을 통해 가능하다. 상기 펌프는 시스템이 비워진 경우에만 최대 출력으로 제어될 수 있다. 화학 반응을 위해 필요한 온도에 다시 도달할 경우 시스템은 다시 계량공급 준비가 되어야 하기 때문에, SCR 촉매 컨버터 상류에서의 온도가 상기 온도에 다시 근접하는 즉시, 시스템의 비움 또는 비워진 상태에서의 가열이 중단된다.
DE 10 2004 061259 A1호에는 특히 내연 기관의 배기가스 흐름 내 질소 산화물의 환원을 위한 SCR 촉매 컨버터의 계량공급 장치에서 해동 검출을 위한 방법 및 장치가 공지되어 있으며, 여기서는 계량공급 장치를 이용하여 시약이 배기가스 흐름 내로 계량공급된다. 이 경우, 계량공급 장치가 적어도 하나의 해동 위상에서 가열되고, 적어도 하나의 해동 위상에 이어서 타당성 검증이 수행되며, 이를 토대로 계량공급 장치가 실제로 해동되었는지가 직접 확인된다. 이 경우, 공정 최적화를 위해 온도에 대한 추정값이 사용된다. 상기 온도 추정값은 물론 계량공급 장치 내 가열 요소의 온도와 관련된다.
본 발명의 과제는, 한편으로 배기가스 제어 시스템의 특정 영역에서의 온도 예측의 개선을 달성하고, 다른 한편으로, 특히 계량공급 시스템 내 환원제의 동결 위험과 관련하여 연관된 문제점을 갖는 상술한 단점의 방지에 도움을 주는 SCR 시스템의 최적의 순차 제어를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 과제는 상기 방법을 수행하기 위한 상응하는 장치를 제공하는 것이다.
상기 방법과 관련된 과제는, 온도 예측 유닛을 이용하여 구간 데이터 및/또는 다른 부가 데이터가 평가되며, 배기가스 채널 내의 상이한 위치에서 배기가스의 온도(i) 및/또는 배기가스 채널 내에 장착된 배기가스 제어 시스템 부품들의 상이한 부품 온도(j)가 예측되며, 이러한 예측된 온도값이 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어, 특히 SCR 시스템의 순차 제어에 영향을 미침으로써, 해결된다. 교통 정보를 포함하는 구간 데이터의 산입 및 이동 데이터 통신 및/또는 예측을 위한 추가의 차량 센서 장치로부터의 추가 데이터의 산입은 종래 기술에 비해 온도 예측의 정확도를 향상시킨다. 다른 한편으로, 이러한 해결책은 특히 SCR 시스템의 최적화된 순차 제어에 적용하기 위한 온도 예측을 이용하는 방법을 규정한다. 예측을 통해 결정된 온도의 산입을 통해 부품의 불필요한 구동이 방지될 수 있으며, 이에 의해 그 부하가 감소하고 수명이 증가할 수 있다.
향후의 주행 구간을 기초로 한, 촉매 컨버터 및 센서와 같은 배기가스 시스템 부품 및 배기가스 온도의 예측을 통해, 소정의 개연성을 갖는 상기 부품의 열적 상태에 대한 정보가 차후의 엔진 작동을 위해서도 엔진 제어부에 제공된다. 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어의 최적화를 위한 이러한 정보의 사용은 가급적 최소의 연료 소비에서 유해 물질 배출 저감의 개선, 진단 프로세스의 최적화 및 부품 수명의 최대화를 유도한다.
한 바람직한 방법 변형예에서와 같이, SCR 시스템의 계량공급 유닛의 계량공급 준비가 예측된 온도값의 영향을 받을 경우, 특히 순차 제어가 배기가스 및 배기가스 시스템 부품의 예측된 온도를 이용하여 효율적으로 구성될 수 있다.
특히 바람직한 방법 변형예에서, 계량공급 유닛의 승압 시스템을 이용한 승압의 시점이 하나 이상의 예측된 온도값에 의해 영향을 받는 구성이 제공된다. 이로써, 예를 들어, 화학 반응을 위해 필요한 SCR 촉매 컨버터 상류의 배기가스 온도 또는 SCR 촉매 컨버터의 온도에 도달되지 않는 주행 주기에서 불필요한 승압이 방지될 수 있다.
이는, SCR 촉매 컨버터 상류에서 예측된 배기가스 온도에 의해 또는 SCR 촉매 컨버터 또는 그 부품의 예측된 온도를 토대로, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도에 도달될 수 있는지가 결정되는 경우에 달성될 수 있고, 승압은, 적용 가능한 시간 간격(T1) 이내에 화학적으로 필요한 온도에 도달될 수 있는 경우에 비로소 시작된다. 따라서, 승압은 실제로 필요한 시점에 비로소 시작된다.
마찬가지로 다른 바람직한 방법 변형예에서, SCR 시스템의 순차 제어에서, 계량공급 유닛의 계량공급 준비의 취소 시, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도를 하회하는 즉시, SCR 촉매 컨버터 상류에서 예측된 배기가스 온도를 토대로 또는 SCR 촉매 컨버터 또는 그 부품의 예측된 온도를 토대로, 적용 가능한 시간 간격(T2) 이내에 화학적으로 필요한 온도에 다시 도달될 수 있는지가 판단되는 구성이 제공된다. 이러한 평가를 통해, 시스템을 비우는 것이 유의미하고 필요한지, 아니면 오히려 계량공급 준비가 유지되는 것이 바람직한지가 판별될 수 있다.
한 방법 변형예에서, 시간 간격(T2) 초과과 예측되면, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도에 다시 도달되기 전에, 승압 시스템이 비워지고, 가열을 통해 상당한 에너지가 투입되며, 압력이 다시 상승하는 구성이 제공된다. 이로써, 예측을 통해 화학적으로 필요한 온도에 오랜 시간 동안 도달되지 않을 것이라는 점이 인식될 수 있을 때, 가열을 위해 이미 조기에 시스템의 셧다운이 실행될 수 있다. 이는, 특히 주위 온도가 낮을 때 불필요한 계량공급 준비 중에 바람직한데, 그 이유는 가열 모드에 있는 시간이 증가할 수 있기 때문이다. 이에 의해, 시스템으로의 에너지 투입이 증가하고 커넥터 내 환원제의 동결 위험이 감소한다.
대안적으로, 시간 간격(T2)의 미달이 예측되면, 승압 시스템의 비움 과정이 생략된다. 이로써, 예를 들어 상기 온도가 잠시 동안만 하회하는 경우 가열을 위한 시스템의 비경제적인 비움 과정이 방지될 수 있다. 이러한 경우, 상기 짧은 시간 동안 상당량의 에너지 투입은 수행될 수 없을 것이다.
이러한 조치는, 부품 부하 감소 및 수명 연장을 유도한다. 동시에, SCR 부품의 불필요한 구동의 방지를 통해 SCR 시스템의 출력 소모가 감소하며, 이는 다시 연료 소비뿐만 아니라, 환원제 소비량 및 차량의 CO2 배출량에도 긍정적인 작용을 한다. 또한, 시스템 가용성이 개선될 수 있는데, 그 이유는 화학 반응을 위해 필요한 온도에 도달하는 시점을 알 수 있어, 승압 시작이 최적화될 수 있기 때문이다. 가열을 위한 시스템의 조기 셧다운을 통해, 가열 모드의 효과가 증대될 수 있는데, 그 이유는 가열 모드 지속 시간이 연장되기 때문이다. 따라서, 전술한 변형예를 갖는 방법의 바람직한 사용은, 승압 시스템에서 이송 및 재순환 펌프뿐만 아니라, 이송 모듈과 압력 라인 사이의 가열 불가능한 연결 요소를 구비한 계량공급 시스템의 순차 제어의 최적화의 용도를 포함하며, 상기 계량공급 시스템을 이용하여 질소 산화물의 환원을 위해 요소 수용액이 계량공급 밸브에 의해 배기가스 채널 내로 분사될 수 있다. 서두에 설명한 바와 같이 이러한 시스템의 단점은 상술된 방법 변형예에 의해 상당히 감소하거나 심지어 제거될 수 있다.
장치와 관련된 과제는, 제어 유닛이 온도 예측 유닛을 포함하고, 이 온도 예측 유닛을 이용하여, 구간 데이터 및/또는 다른 부가 데이터가 평가될 수 있으며, 그럼으로써 배기가스 채널 내의 상이한 위치들에서 배기가스의 온도(i) 및/또는 배기가스 채널 내에 장착된 배기가스 제어 시스템 부품들의 상이한 부품 온도(j)가 예측될 수 있으며, 예측된 온도값을 이용하여 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어, 특히 SCR 시스템의 순차 제어에 영향을 미칠 수 있고 상술된 방법 변형예들에 따른 방법의 실행을 가능케 하는 추가 계산 유닛 및 비교 유닛을 포함함으로써, 해결된다. 상기 온도 예측 유닛의 기능 및 순차 제어는 적어도 부분적으로 소프트웨어 기반으로 구성될 수 있다. 이 경우, 제어 유닛은 계량공급 유닛 전용의 제어 유닛의 구성 부분이며, 상위의 엔진 제어 유닛의 통합 구성 부분으로서 또는 별도의 유닛으로서 구현될 수 있다.
본 발명이 이하 도면에 도시된 실시예를 참조로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있도록 하는 배기가스 제어 시스템을 갖는 내연 기관의 개략도이다.
도 2는 제안된 온도 예측의 기본 원리를 설명하는 개략도이다.
도 3은 승압을 위한 순차 제어와 관련한 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 가열 모드를 위한 시스템의 셧다운을 위한 순차 제어와 관련한 온도 변화의 또 다른 그래프이다.
도 1은 엔진 블록(10) 및 배기가스 채널(20)로 구성된 내연 기관(1)의 개략도이며, 상기 배기가스 채널 내에는 배기가스의 유동 방향으로 엔진 블록(10) 하류에 대역폭 람다 프로브로서 구현된 배기가스 프로브(30)와, 그 후방에 촉매 컨버터(40)가 배치되어 있다. 람다 프로브(30)는 람다 제어를 가능케 하며, 촉매 컨버터의 저장 용량의 진단을 위한 밸런싱을 위해 이용된다. 촉매 컨버터(40) 하류에는 다른 배기가스 프로브(60), 예를 들어 2점 람다 프로브가 배치되는데, 이는 촉매 컨버터(40)의 촉매 컨버터 진단을 위한 주 제어 및 브레이크 스루(breakthrough) 인식을 위해 이용된다. 도시된 예에서 배기가스 채널(20) 내에 제1 촉매 컨버터(40)의 하류에 질소 산화물 환원을 위한 SCR 촉매 컨버터(70)가 제공된다. 다른 배기가스 프로브(80)는 배기가스 제어 시스템의 출력부에서의 배기가스 값을 모니터링하는 데 이용된다.
배기가스 프로브(30, 60, 80)는 제어 유닛(90)과 연결되며, 이 제어 유닛에서는 통상, 한편으로는 람다 제어가 구현되고 다른 한편으로는 배기가스 제어 시스템의 기능성의 모니터링과 관련한 진단 방법이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는 엔진 제어 유닛으로서 설계될 수 있다.
또한, 질소 산화물 환원을 위해 계량공급 유닛(50)이 제공되며, 이 계량공급 유닛에 의해, 계량공급 밸브(51) 및 승압 시스템(52)을 이용하여, 환원제가 저장 용기 탱크(53)로부터 SCR 촉매 컨버터(70) 상류에서 배기가스 채널(20) 내로 분사될 수 있다. 환원제로는 예를 들어 AdBlue®의 명칭으로 시중에 알려져 있는 요소 수용액이 사용된다.
본 발명에 따르면, 배기가스 채널 내의 상이한 위치에서 배기가스 온도(94.1 … 94.3) 및/또는 부품 온도(95.1 … 95.3)가 예측된다. 본 발명의 추가 설명을 위해, 예를 들어 특히 SCR 촉매 컨버터(70) 상류의 온도(예를 들어 위치(2)(94.2)에서 배기가스 온도) 및/또는 SCR 촉매 컨버터(70)의 부품 온도(3)(95.3)가 주목된다.
제안된 온도 예측의 기본 원리가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 실질적인 구간 데이터(92)로부터, 그러나 서두에 언급한 바와 같이 차량 및 엔진의 작동점 예측을 개선하기 위한 다른 부가 데이터(93)로부터도, 온도 예측 유닛(91) 내에서 상이한 위치에서의 배기가스 온도(i)(94.1...94.3) 및/또는 부품 온도(j)(95.1...95.3)가 사전 계산된다. 온도 예측 유닛(91)은 제어 유닛(90)의 구성 요소로서 구현된다.
도 3 및 도 4는 각각, 계량공급 유닛(50)을 위한 순차 제어와 관련하여 통상적인 온도 변화(103) 및 예측된 온도 변화(104)를 그래프(100)로 도시한 것이다. 여기에는, 각각 시간(102)의 함수로서 온도(101)가 도시되어 있다.
도 3은 승압을 위한 순차 제어와 관련하여 통상적인 온도 변화(103)(점선 곡선)와 현재의 기술 수준을 함께 도시한다.
SCR 촉매 컨버터(70) 상류의 온도가 적용 가능한 온도 임계값(105)에 도달하는 즉시, 승압이 시작된다(시점 "승압 시작"(107)). 상기 온도 임계값(105)은 통상, 화학 반응을 위해 필요한 온도(화학적으로 필요한 온도(106))에 도달하기 전에, 최대로 가능한 온도 구배에서 승압이 종결되도록 선택된다. 이에 의해, 종래 온도 변화(103)가 표시된 바와 같이, 화학적으로 필요한 온도(106)가 주행 주기 내에 전혀 도달되지 않을 경우에도 승압이 수행될 수 있는데, 그 이유는 주행 주기가 종료되었거나 차단되었기 때문이다(시점 "주행 주기 종료"(108)).
도 3의 예측된 온도 변화(104)(실선 곡선)는, 본 발명에 의해 제안된 예측을 통해 예측된 온도 변화를 기초로 하는 승압의 시작을 도시한다. 이 경우, 예측을 통해, 적용 가능한 시간 간격(T1)(111) 이내에 화학적으로 필요한 온도(화학적으로 필요한 온도(106))의 도달이 예측되는 즉시(시점 "화학적으로 필요한 온도의 예측된 도달(110)"), 승압이 시작된다(시점 "예측에 기반한 승압 시작"(109)). 이에 의해, 승압이 실제로 필요한 시점에 비로소 시작된다.
도 4는 한편으로 가열 모드를 위한 시스템의 셧다운을 위한 순차 제어에 대한 현재의 기술 수준을 도시한다. 따라서, 종래의 온도 변화(103)(점선 곡선)는, SCR 촉매 컨버터 상류의 온도가 시스템 내의 승압을 위해 설정된 온도 임계값(105) 미만의 적용 가능한 온도 임계값(112)을 하회하는 즉시, 시스템이 비워진다(시점 "시스템의 셧다운"(113)). 그러나 이는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 임계값의 일시적인 하회 시, 가열 모드에 의해 상당한 열량이 시스템 내로 투입될 수 없을 정도로, 승압의 재시작(시점 "승압 시작"(107))시까지의 시간이 짧더라도, 시스템이 셧다운되도록 할 수 있다.
도 4의 예측된 온도 변화(104)는 예측을 통해 예측된 온도 변화의 이용을 통한 가능한 개선을 도시한다. SCR 촉매 컨버터(70) 상류의 온도(예를 들어 위치(2)(94.2)에서 예측된 배기가스 온도, 도 1 참조)가 화학적으로 필요한 온도(106)를 하회하고, 그로 인해, 계량공급 준비에 대한 필요성이 더 이상 없는 경우, 본 발명이 제안한 바와 같이, 상기 온도에 도달 시까지 적용 가능한 시간 간격(T2)(115)의 평가가 수행될 수 있다(평가 시점(114)). 이는, 시스템을 비우고, 가열 모드를 통해 상당한 열량을 시스템 내로 투입하며, 화학적으로 필요한 온도(106)에 다시 도달하기 전에 압력을 다시 상승시키기에 시간이 충분할 경우에 수행될 수 있다. 시간이 충분하지 않을 경우, 상기 과정은 중단될 수 있다.

Claims (9)

  1. 내연 기관(1)의 배기가스 제어 시스템의 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법이며, 상기 내연 기관은 배기가스 채널(20) 내에 적어도, 배기가스 제어 시스템의 구성 부품으로서, 배기가스 채널(20) 내의 SCR 촉매 컨버터(70)와, 계량공급 밸브(51) 및 승압 시스템(52)을 구비한 계량공급 유닛(50)으로 구성된 SCR 시스템을 포함하고, 질소 산화물 환원을 위해, 계량공급 유닛(50)을 통해 배기가스의 유동 방향으로 SCR 촉매 컨버터(70) 상류에 환원제가 투입될 수 있으며, 제어 유닛(90)을 이용하여 실제 온도에 외에 차후의 시점들에 대한 온도 예측이 이용되는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법에 있어서,
    온도 예측 유닛(91)을 이용하여 구간 데이터(92) 및/또는 다른 부가 데이터(93)가 평가되고, 그럼으로써 배기가스 채널(20) 내의 상이한 위치들에서 배기가스의 온도(i)(94.1...94.3) 및/또는 배기가스 채널(20) 내에 장착된 배기가스 제어 시스템의 상이한 부품 온도(j)(95.1...95.3)가 예측되며, 이러한 예측된 온도값이 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, SCR 시스템의 계량공급 유닛(50)의 계량공급 준비성은 예측된 온도에 의해 영향을 받는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계량공급 유닛(50)의 승압 시스템(51)을 이용한 승압의 시점이, 하나 이상의 예측된 온도값에 의해 영향을 받는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, SCR 촉매 컨버터(70) 상류에서 예측된 배기가스 온도 또는 SCR 촉매 컨버터(70) 또는 그 부품의 예측된 온도를 토대로, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도(106)에 도달될 수 있는지가 결정되며, 승압은, 적용 가능한 시간 간격(T1)(111) 이내에 화학적으로 필요한 온도(106)에 도달될 수 있는 경우에 비로소 시작되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계량공급 유닛(50)의 계량공급 준비의 취소 시, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도(106)를 하회하는 즉시, SCR 촉매 컨버터(70) 상류에서 예측된 배기가스 온도 또는 SCR 촉매 컨버터(70) 또는 그 부품의 예측된 온도를 토대로, 적용 가능한 시간 간격(T2)(115) 이내에 화학적으로 필요한 온도(106)에 다시 도달될 수 있는지가 판단되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 시간 간격(T2)(115)의 초과가 예측되면, 무해한 물질로의 질소 산화물의 최적의 변환을 위해 화학적으로 필요한 온도(106)에 다시 도달되기 전에, 승압 시스템(52)이 비워지고, 가열을 통해 상당한 에너지가 투입되며, 압력이 다시 형성되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서, 시간 간격(T2)(115)의 미달이 예측되면, 승압 시스템(52)의 비움 과정이 생략되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 승압 시스템(52)에서 이송 및 재순환 펌프뿐만 아니라, 이송 모듈과 압력 라인 사이의 가열 불가능한 연결 요소를 구비한 계량공급 시스템의 순차 제어를 최적화하는 데 사용되며, 상기 계량 공급 시스템을 이용하여 질소 산화물의 환원을 위해 요소 수용액이 계량공급 밸브(51)에 의해 배기가스 채널(20) 내로 분사될 수 있는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하기 위한 내연 기관(1)의 배기가스 제어 시스템의 배기가스 후처리 부품의 순차 제어를 위한 장치이며, 상기 내연 기관은 배기가스 채널(20) 내에 하나 이상의 SCR 촉매 컨버터(70) 및 배기가스 제어 시스템, 그리고 계량공급 밸브(51) 및 승압 시스템(52)을 구비한 하나 이상의 계량공급 유닛(50)을 포함하며, 상기 장치에서는 질소 산화물 환원을 위해, 계량공급 유닛(50)을 통해 배기가스의 유동 방향으로 SCR 촉매 컨버터(70) 상류에 환원제가 투입될 수 있으며, 배기가스 제어 시스템은, 적어도 계량공급 유닛(50) 및 SCR 촉매 컨버터(70)로 이루어진 SCR 시스템의 순차 제어의 기능이 구현되고, 온도 센서를 이용하여 측정된 실제 온도 외에 차후의 시점들에 대한 온도 예측도 처리될 수 있는 제어 유닛(90)을 포함하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 장치에 있어서,
    제어 유닛(90)이 온도 예측 유닛(91)을 포함하며, 이 온도 예측 유닛에 의해 구간 데이터(92) 및/또는 다른 부가 데이터(93)가 평가될 수 있으며, 그럼으로써 배기가스 채널(20) 내의 상이한 위치들에서 배기가스의 온도(i)(94.1...94.3) 및/또는 배기가스 채널(20) 내에 장착된 배기가스 제어 시스템 부품들의 상이한 부품 온도(j)(95.1...95.3)가 예측될 수 있으며, 예측된 온도값을 이용하여 배기가스 후처리 부품의 개회로 제어 또는 폐회로 제어에 영향을 미칠 수 있는 추가 계산 유닛 및 비교 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 후처리 부품의 순차 제어 장치.
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