KR20180041198A - 배기가스 스트림 처리를 위한 방법 및 배기 처리 시스템 - Google Patents

배기가스 스트림 처리를 위한 방법 및 배기 처리 시스템 Download PDF

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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

본 발명에 따르면, 연소 기관에서의 연소로부터 생성되고 질소산화물(NOx)을 포함하는 배기 스트림의 처리를 위한 방법 및 배기 처리 시스템이 제공된다. 본 발명은 배기 스트림 내 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물의 제1 산화를 포함한다. 또한, 배기 스트림으로의 제1 첨가제의 제1 공급의 제어가 수행된다. 이러한 제어는 배기 처리 시스템에 배치되는 촉매 필터에서의 그을음 축적이 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 것을 방지하고자 하는 목적으로 수행된다. 이러한 그을음 임계값(Sth)은, 배기 스트림에 대한 유량 레벨에 영향을 미치는, 연소 기관에 대한 작동 조건들에 의해 적어도 좌우된다. 배기 스트림 내 질소산화물(NOx)의 제1 환원은 촉매 필터 내에 포함되는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅과 공급된 제1 첨가제의 사용으로 수행된다. 또한, 배기 스트림 내 그을음 입자들은 포집되어 산화된다. 배기 스트림으로의 제2 첨가제의 제2 공급의 제어가 수행되며, 그 다음에는 배기 스트림 내 질소산화물(NOx)의 제2 환원이 환원 촉매 장치에서 제1 및/또는 제2 첨가제를 사용하여 수행된다.

Description

배기가스 스트림 처리를 위한 방법 및 배기 처리 시스템
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 배기 스트림의 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 청구항 제38항의 전제부에 따른 배기 스트림 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
아래에 기재되어 있는 배경에 관한 설명이 본 발명의 배경을 구성하지만, 이러한 배경에 관한 설명이 반드시 본 발명의 선행 기술을 구성하는 것은 아니다.
주로 도시 지역에서의 환경오염과 대기 질에 대한 정부의 관심이 증가하는 것과 관련하여, 많은 나라가 연소 엔진에서 발생되는 배출물에 대한 배출 표준과 규제를 제정하고 있다.
이러한 배출 표준이 예컨대 차량들의 연소 엔진에서 발생되는 배기물질의 허용 가능한 한도를 규정하는 요건을 구성하는 것이 보통이다. 예를 들면, 질소산화물(NOx), 탄화수소(CxHy), 일산화탄소(CO) 및 입자상 물질(PM)의 배출 레벨이 표준에 따라 대부분의 차량에 대해 규제된다. 연소 엔진들이 장착되어 있는 차량들은 이러한 일반적으로 배출물을 다양한 정도로 배출한다. 본 명세서에서는 주로 차량에 적용되는 것과 관련하여 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명은, 연소 엔진으로부터 발생되는 배출물에 대해 규제와 표준이 적용되는 분야 예컨대 배와 같은 선박 또는 비행기/헬리콥터 같이 연소 엔진들이 사용되는 모든 분야에 실질적으로 적용될 수 있다.
이들 배출물 표준에 부합되도록 하기 위한 노력의 일환으로, 연소 엔진의 연소에 의해 발생되는 배출물들이 처리(정화)된다.
연소 엔진에서 나오는 배출물들을 처리하는 통상적인 방식은 소위 촉매 정화 공정으로 구성되는데, 이는 연소 엔진이 장착되어 있는 차량들이 적어도 하나의 촉매를 포함하는 것이 일반적이기 때문이다. 예를 들어, 연소 개념, 연소 전략 및/또는 차량에 사용되는 연료의 종류 및/또는 정화 대상이 되는 배기 스트림 내에 존재하는 화합물의 종류에 따라 그에 적당한 다양한 형태의 촉매들이 사용된다. 이하에서 질소산화물(NOx)로 호칭되는, 적어도 질소계 가스(일산화질소, 이산화질소)와 관련하여, 질소산화물(NOx) 주로 질소 가스와 수증기를 줄이기 위해, 차량들은 촉매를 포함하되, 연소 엔진 내에서의 연소에 의해 발생되는 배기 스트림에 첨가제를 공급한다. 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다.
주로 중대형 화물 차량에 사용되는 이러한 형태의 환원을 위해 통상적으로 사용되는 촉매의 종류가 선택적 촉매 환원장치(SCR: Selective Catalytic Reduction) 촉매이다. SCR 촉매는 암모니아(NH3) 또는 배기가스 내에서 질소산화물(NOx)을 환원시키기 위한 첨가제로 암모니아가 발생/형성될 수 있는 화합물을 사용하는 것이 일반적이다. 촉매의 상류에서 연소 엔진에서 나오는 배기 스트림 내로 이 첨가제가 주입된다. 촉매에 부가되는 첨가제가 암모니아(NH3) 형태로 촉매에 흡수(저장)되어서, 배출물 내의 질소산화물(NOx)과 첨가제를 통해 활용 가능한 암모니아(NH3) 사이에서 산화 환원 반응이 일어날 수 있게 된다.
현대의 연소 엔진은, 엔진과 배기 처리장치가 서로 협동하고 서로에 대해 영향을 미치는 시스템이다. 좀 더 상세하게는, 연소 엔진의 연료 효율과 질소산화물(NOx)을 줄일 수 있는 배기 처리 시스템의 능력 사이에는 상관관계가 있다. 연소 엔진에 있어서, 엔진의 연료 효율/총 효율과 엔진에서 발생되는 질소산화물(NOx) 간에 상관관계가 있다. 이러한 상관관계가 해당 시스템에서 연료 효율과 발생되는 질소산화물(NOx) 사이에 양(positive)의 상관관계가 있는 지를 밝혀주게 된다. 다시 말하면, 보다 많은 양의 질소산화물(NOx)을 배출하는 엔진에 예컨대, 더 높은 연소 효율을 달성할 수 있는 최적의 분사 타이밍을 선택함으로써, 적은 양의 연료를 소모하게 할 수 있다. 이와 유사하게, 발생되는 입자상 물질(PM)과 연료 효율 사이에는 음(negative)의 상관관계가 있는데, 이는 엔진에서 배출되는 입자상 물질(PM)의 양이 증가한다는 것은 연료 소모를 증가시키는 것과 연관되어 있음을 의미한다. 이러한 상관관계가, 연료 소모와 입자상 물질의 배출과 관련된 엔진의 최적화가 질소산화물(NOx)의 양을 상대적으로 많게 하는 방향으로 이루어지는 SCR-촉매를 포함하는 배기 처리 시스템의 광범위한 사용에 대한 배경이 된다. 이들 질소산화물(NOx)의 환원은, SCR 촉매를 포함할 수도 있는 배기 처리 시스템 내에서 실시된다. 엔진과 배기 처리가 서로 보완되는 엔진과 배기 처리 시스템의 설계에 있어 통합된 접근을 통해, 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM)의 배출이 감소되는 동시에 연료 효율이 높아지게 된다.
배기 처리 성능은 배기 처리 시스템에 포함되는 기판 부피를 증가시킴으로써 어느 정도 향상될 수 있다. 특히, 배기 유동의 불균일한 분포에 의한 손실이 감소될 수 있다. 하지만, 기판의 부피가 더 커지면, 제조 비용 및/또는 생산 비용에 직접적인 영향을 미친다. 더 큰 기판 부피는 또한, 배압의 증가로 이어져, 증가된 부피에 의해 적용 정도가 더 높아지기 때문에, 연료 소모에 있어서의 잠재적 이득을 방해한다. 따라서, 예를 들어 크기 및/또는 제조 비용 면에서, 오버-사이징을 피하고 및/또는 배기 처리 시스템의 확장(spread)을 제한함으로써 배기 처리 시스템을 최적으로 사용할 수 있는 것이 중요하다.
WO2014044318호와 같이 촉매 입자 필터(SCRF)를 포함하는 종래의 배기 처리 시스템이 존재한다. 촉매 입자 필터는 촉매 코팅을 포함하는 필터인데, 촉매 코팅은 질소산화물(NOx)의 환원에 사용될 수 있는 특징이 있다. 그러나 이들 종래의 배기 처리 시스템들은 종종 촉매 필터(SCRF)에서 그을음의 불충분한 산화와 관련된 문제에 봉착한다. 이들 문제는 적어도 부분적으로 질소산화물(NOx)의 환원에 포함되는 반응 속도가 그을음 산화에 포함되는 반응 속도보다 빠르다는 사실에 의한 것이다.
전반적으로, 이는 최적화된 연료 소비와 효율적인 배기 처리를 모두 달성하는 해결책을 찾는 것이 어렵다는 것을 의미한다. 이는, 연료 소비 및 배기 처리 모두와 관련하여 최대한 최적의 방식으로 시스템을 사용할 수 있다는 것이 매우 중요해짐을 의미한다. 따라서, 배기 처리 시스템의 기능의 최적화할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 조건하에서, 오늘날의 배기 처리 시스템의 기능의 최적화, 그리고 그로 인한 높은 성능 및 양호한 기능을 제공할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제1항의 특징부에 따른 전술된 방법을 통해 달성된다. 이 목적은 또한, 청구항 제38항의 특징부에 따른 전술된 배기 처리 시스템, 그리고 전술된 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품을 통해 달성된다.
본 발명에 따르면, 연소 기관에서의 연소로부터 생성되는 배기 스트림의 처리를 위한 방법 및 배기 처리 시스템이 제공된다. 배기 스트림은, 다른 것보다, 적어도 일산화탄소(NO)와 이산화탄소(NO2)를 포함하는 질소산화물(NOx)을 포함한다.
배기 스트림 내, 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물의 제1 산화가 배기 처리 시스템에 배치되는 제1 산화 촉매기에 의해 수행된다.
제1 첨가제의 배기 스트림으로의 제1 공급의 제어가 제1 산화 촉매기의 하류에 배치되는 제1 주입 장치를 사용하여 수행된다. 제1 공급의 이러한 제어는, 제1 주입 장치의 하류에 배치되는 촉매 필터에 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 그을음 축적을 방지하는 것을 목적으로 수행된다. 상기 그을음 임계값(Sth)은, 적어도 연소 기관에 대한 하나 이상의 작동 조건에 따라 달라지며, 이는 상기 배기 스트림의 유량 레벨에 영향을 준다.
촉매 필터에 포함되는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅의 환원 특성을 사용하여, 그리고 공급된 제1 첨가제를 사용하여, 배기 스트림 내 질소산화물(NOx)의 제1 환원이 수행된다.
촉매 필터의 사용으로, 배기 스트림 내 그을음 입자들이 포집 및 산화된다.
촉매 필터의 하류에 배치되는 제2 주입 장치를 사용하여, 제2 첨가제의 배기 스트림으로의 제2 공급에 대한 제어가 수행된다.
그 다음, 제2 주입 장치의 하류에 배치되는 환원 촉매 장치에서, 제1 첨가제 및 제2 첨가제 중 적어도 하나를 사용하여, 배기 스트림 내 질소산화물(NOx)의 제2 환원이 수행된다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 제1 환원의 능동 제어는 제1 주입 장치를 사용한 제1 첨가제의 제1 투여의 능동 제어를 통해 수행될 수 있다. 본 발명에 따르면, 제1 첨가제의 제1 투여의 상기 능동 제어는, 촉매 필터에서 충분한 NO2-기반 그을음 산화가 일어날 수 있도록 하는 방식으로 수행되는데, 이는 촉매 필터에서의 그을음 산화가 제어될 수 있음을 의미한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 제1 주입 물질의 제1 공급은 비교적 적은 첨가제가 투여되도록 제어되는데, 이는 배기 스트림 내 사용할 수 있는 모든 이산화질소(NO2)가 촉매 필터에서의 질소산화물(NOx)의 환원에 소비되지는 않는다는 것을 의미한다. 다르게 말하면, 제1 첨가제의 제1 공급은, 이산화질소(NO2)촉매 필터에서의 그을음 산화에 일반적으로 사용 가능하도록 제어된다.
따라서, 본 발명은 촉매 필터가 경험하는 불충분한 수동식 NO2-기반 그을음 산화의 문제점에 대한 해결책을 제공한다.
매기 처리 시스템에서, 촉매 필터의 하류에 배치되는 제2 첨가제의 제2 공급과 환원 촉매 장치와 함께 첨가제의 제1 공급 및 촉매 필터를 사용함으로써, 제1 첨가제의 미량 투여를 가능하게 한다. 촉매 필터뿐만 아니라 환원 촉매 장치에서의 질소산화물의 이중 환원 가능성은, 촉매 필터에서 모든 이산화질소(NO2)가 제거될 필요가 없다는 것을 의미한다. 그러면, 잉여 이산화질소(NO2)는 촉매 필터에 저장된 그을음을 산화하는 데 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 배기 처리 시스템의 구성은, 충분한 NO2-기반 그을음 산화가 보장될 수 있기 때문에, 질소산화물(NOx)의 이중 환원 가능성에 의해, 촉매 필터에서의 그을음 산화의 향상을 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 예를 들어 촉매 필터에서의 배기 스트림에 대한 온도를 포함하는, 배기 환경의 능동 제어가 수행될 수 있다. 여기서, 배기 환경은, 예를 들어 공기와의 접근성이 양호하면 산화일 수 있고, 또는 공기와의 접근성이 좋지 않으면 환원일 수 있다. 따라서, 엔진으로의 연료 주입은 배기 환경에 영향을 끼칠 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 온도의 능동 제어는 연소 기관의 공연비(람다 값)를 조절함으로써 제어될 수 있으며, 이때 감소된 공기 유량은 온도를 증가시키고, 증가된 공기 유량은 온도를 감소시킨다. 예를 들어, 공연비는 엔진의 연소 모드를 변환함으로써 변경될 수 있다.
다른 기어를 사용하면 배기 처리 시스템을 통과하는 공기 유량이 달라지기 때문에, 배기 처리 시스템을 통과하는 공기 유량, 그리고 그로 인한 배기 처리 시스템의 온도는, 차량의 기어박스의 제어에 의해서도 제어될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 이산화질소(NO2)의 양과 질소산화물(NOx)의 양 사이의 비, NO2/NOx의 제어를 제공한다. 따라서, 상기 비에 대한 값이 감소되도록 능동적으로 제어될 수 있기 때문에, 예를 들어 능동 제어에 의해 상기 비에 대한 너무 높은 값이 회피될 수 있으며, 예를 들어 NO2/NOx > 50%가 회피될 수 있다.
본 발명은 촉매 필터와 환원 촉매 장치 상류에서 첨가제/환원제 예컨대 우레아를 주입하기 위해 협동하는 2개의 주입 장치들이 조합 사용되어, 환원제의 분사가 물리적으로 떨어져 있는 두 지점으로 분리되기 때문에, 환원제의 혼합과 잠재적 증발을 완화 및 가능케 한다는 이점을 갖고 있다. 이는, 환원제가 배기 처리 시스템을 국소적으로 냉각시키는 위험을 감소시킨다. 배기 처리 시스템이 국소적으로 냉각되면, 냉각제가 분사되거나 혹은 그 하류에 침전물을 형성할 위험이 있다.
도 1은 본 발명을 포함할 수 있는 예시적인 차량을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 배기 처리 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 처리 시스템의 일 예시를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 방법이 구현될 수 있는 제어 장치를 도시한다.
도 5는 NOx-레벨 증가의 효과에 대한 일 예시를 도시한다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명한다. 도면들에서, 유사한 구성에 대해서는 유사한 도면부호를 사용하였다.
도 1은 배기 처리 시스템(150)을 포함하는 예시적인 차량(100)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 배기 처리 시스템은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배기 처리 시스템(150)일 수 있다. 파워-트레인은 연소 엔진(101)을 포함하며, 연소 엔진(101)은 통상적인 방식으로 연소 엔진(101) 상의 출력축(102)을 통해, 통상적으로는 플라이휠을 통하고, 클러치(106)를 경유하여 기어박스(103)에 연결되어 있다.
연소 엔진(101)은 제어기기(115)를 통해 엔진의 제어 시스템에 의해 제어된다. 이와 유사하게, 클러치(106)와 기어박스(103)가 하나 이상의 적용가능한 제어기기(도시하지 않음)의 도움을 받아 차량의 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 차량의 구동라인은 통상적인 오토매틱 기어박스를 구비하는 형태일 수 있고 하이브리드 구동라인을 구비하는 형태일 수도 있음은 물론이다.
기어박스(103)로부터 나온 출력축(107)이 예컨대 통상적인 차동장치 같은 최종 드라이브(108)와 상기 최종 드라이브(108)에 연결되어 있는 구동 샤프트(104, 105)를 통해 휠들(113, 114)을 구동한다.
차량(100)은 실린더들로 구성될 수 있는, 연소 엔진(101)의 연소실 내에서의 연소에 의해 발생되는 배기 배출물을 처리/정화하기 위한 배기 처리 시스템/배기 정화 시스템(150)도 포함한다. 배기 처리 시스템(150)은, 엔진 및/또는 엔지 제어 장치(115)에도 연결될 수 있는 제어 장치(160)를 통해, 차량의 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 연소 기관에서의 연소로부터 생성되고 질소산화물(NOx)을 포함하는 배기 스트림을 처리하는 방법이 제공된다. 전술된 바와 같이, 질소산화물(NOx)은 일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2)를 포함한다. 이러한 방법은, 도 2의 흐름도로 도시될 수 있다.
상기 방법의 제1 단계(210)에서는, 배기 처리 시스템에 배치되는 제1 산화 촉매기에 의해, 배기 스트림 내 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물의 제1 산화가 수행된다.
상기 방법의 제2 단계(210)에서는, 제1 첨가제의 배기 스트림으로의 제1 공급의 제어가 결정된다. 제어는, 제1 첨가제를 공급하는 제1 주입 장치의 하류에 배치되는 촉매 필터 내 축적된 그을음이 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 것을 방지하도록 하는 목적으로 결정된다. 시간의 경과에 따라 촉매 필터에 허용되는 그을음의 축적 양, 즉 그을음 임계 값(Sth)은 적어도 차량의 연소 기관에 대한 작동 조건에 따라 달라지며, 이러한 작동 조건은 배기 처리 시스템을 통과하는 배기 스트림의 유동 레벨에 영향을 미친다.
본 명세서에서, 그을음 축적이 임계값(Sth)을 초과하는 것을 방지하는 목적으로 제어가 수행된다는 사실은, 그을음 임계값(Sth)을 향한 제1 공급의 제어, 또는 그을음 임계값(Sth) 주위 구간을 향한 제1 공급의 제어를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 이러한 작동 조건들은 연소 기관에 대해 현재 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 작동 조건으로 구성된다. 예측된 값은 차량의 전방 도로 구간의 대푯값(representation)에 기초하여 결정될 수 있으며, 대푯값은 예를 들어 위치정보(예컨대, GPS-정보)와 지도 데이터에 기반할 수 있다. 본 명세서에 기재되는 작동 조건들, 그리고 이로 인한 유동 및/또는 그을음 임계값(Sth)은, 일 실시예에 따라 평균 내어질 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 평균, 특정 시간 주기 및 특정 작동 유형에 대한 평균, 또는 그을음 임계값(Sth), 유동 및/또는 작동 조건에 대해 결정된 미래 예측 평균이 사용될 수 있다. 또한, 그을음 임계값(Sth), 유동 및/또는 작동 조건에 대한 평균 값은, 예를 들어 개별 차량, 차량 유형 및/또는 작동 유형에 대한 이력 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 방법의 제3 단계(230)에서는, 이러한 첨가제가 결정된 제어에 따라, 제1 산화 촉매기의 하류에 배치되는 제1 주입 장치의 제어에 의해 배기 스트림으로 공급된다.
상기 방법의 제4 단계(240)에서는, 제1 주입 장치의 하류에 배치되는 촉매 필터의 적어도부분적으로 촉매작용이 있는(catalytic) 코팅의 환원 특성을 사용하여, 적어도 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 제1 환원이 수행된다. 이러한 촉매작용이 있는 필터는, 촉매 반응을 제공하는 환원 특성을 갖는, 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅을 구비하는 입자 필터로 구성된다. 본 명세서에서, 촉매 필터는 종종, SCRF로서 지칭된다.
촉매 필터는 상기 방법의 제5 단계(250)에서 그을음 입자를 포집 및 산화시키도록, 그리고 질소산화물(NOx)의 제1 환원을 수행하도록 배치된다. 촉매 반응은, 제1 첨가제와 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅의 환원 특성을 이용한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 능동 제어에 의해, 촉매 필터에서 수행되는 환원인, 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)이 능동 제어된다. 질소산화물(NOx)의 양의 제1 환원(240)은, 촉매 필터(SCRF)의 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅에서, 제1 첨가제가 질소산화물(NOx)의 제1 양과 반응함으로써 이루어질 수 있다.
러한 제1 환원(240)은 또한, 질소산화물(NOx)에 포함되는 이산화질소(NO2)가, 촉매 필터에서의 그을음 입자의 산화 시에, 그을음 입자들과 반응함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 능동 제어는 적어도 촉매 필터 내 그을음의 양에 기초한다.
이때, 비-제한적인 예시로서, 제1 첨가제의 투여가 이산화질소(NO2)의 분율과 질소산화물(NOx)의 분율 사이의 비의 두 배 값이 넘는 NOx-전환에 매우 드물게 대응하도록, 즉 제1 첨가제의 주입이 (NO2/NOx)*2 미만의 NOx-전환에 대응하도록 하는 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, NO2/NOx = 30%인 경우, 제1 첨가제의 주입은 60%(2*30%=60%)보다 적은 NOx-전환율 대응하도록 제어될 수 있는데, 이는 예를 들어, 약 50%인 NOx-전환율이고, 이는 촉매 필터를 거치는 반응 속도가 신속하고, 촉매 필터(320)에 의한 NO2-기반 그을음 산화에 대해 5%의 이산화질소(NO2)가 남는 것을 보장한다.
상기 방법의 제6 단계(260)에서는, 제2 첨가제의 배기 스트림으로의 제2 공급의 제어가 결정된다.
상기 방법의 제7 단계(270)에서는, 촉매 필터의 하류에 배치되는 제2 주입 장치를 사용하여, 배기 스트림 내에 제2 첨가제가 공급된다.
상기 방법의 제8 단계(280)에서는, 제2 주입 장치의 하류에 배치되는 환원 촉매 장치에서,,제1 첨가제 및 제2 첨가제 중 적어도 하나를 사용한 배기 스트림 내 질소산화물(NOx)의 제2 환원이 수행된다.
본 발명에 따르면, 제1 첨가제의 제1 투여에 대한 이러한 능동 제어는, 촉매 필터에서 충분한/요구되는 NO2-기반 그을음 산화가 이루어지도록 하는 방식으로 수행되며, 이는 촉매 필터에서의 그을음 산화가 제어될 수 있음을 의미한다. 이는, 제1 첨가제의 제1 투여에 대한 이러한 능동 제어가, 촉매 필터에서 요구되는/희망하는/요청되는 이산화질소(NO2) 기반 그을음 산화가 획득되도록 하는 방식으로 수행된다고도 표현될 수 있다. 다르게 말하면, 능동 제어의 목적은, 시간 경과에 따라, 시간 구간에 걸쳐 전체적으로, 연소 기관이 생성하는 만큼의 그을음을 산화시킬 수 있도록 하는 것이다. 이는, 비교적 적은 첨가제, 즉 필터 내 이산화질소(NO2)를 모두 제거하는 데 필요한 것보다 적은 첨가제가 투여되도록 하는, 제1 주입 물질의 제1 공급에 의해 이루어진다. 따라서, 적어도 일정 시간에 걸쳐 요구되는 그을음 산가 획득될 수 있어, 필터 내 그을음 축적이 제어될 수 있고, 그을음 축적이 그을음 임계값(Sth) 미만으로 유지될 수 있다.
예를 들어, 유로VI-시스템과 같은 종래 기술의 배기 처리 시스템에서는, 이러한 첨가제의 미량-투여(under-administration)를 수행하는 것은 완전히 불가능한데, 이는 환원되지 않은 양의 이산화질소가 대기중으로 배출되기 때문이다. 본 발명에 따른 배기 처리 시스템에서는, 이러한 비량-투여가 가능한데, 이는 제2 첨가제의 제2 공급과 환원 촉매 장치가 배기 처리 시스템에서 촉매 필터의 하류에 배치되기 때문이다. 촉매 필터에서 부분적으로 일어나고, 환원 촉매 장치에서 부분적으로 일어나는, 질소산화물의 이중 환원 가능성은, 하류에 배치되는 환원 촉매기에서 이산화질소(NO2)의 잔여물이 환원되는 한, 촉매 필터에서 모든 이산화질소(NO2)가 제거될 필요는 없음을 의미한다. 이때, 촉매 필터 내 잉여 이산화질소(NO2)는 촉매 필터에 저장된 그을음을 산화하는 데 사용될 수 있다.
연소 기관에 대해 다양한 작동 조건이 있으며, 이는 배기 스트림의 유동 레벨에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 작동 조건은, 예를 들어 연소 기관에 의해 방출되는 토크, 연소기관 및/또는 연소기관에 대한 배기 가스 재순환 레벨(EGR-레벨)로부터의 파워 출력을 포함할 수 있다. 배기 스트림의 유동 레벨은 또한, 예를 들어 연소 기관에 의해 사용되는 가변 용량 터보(VGT)를 포함하는 가스 교환 구성의 기능에 의해 영향을 받을 수 있다. 배기 스트림의 유동 레벨은 또한, 배기 스트림 및/또는 유입 댐퍼/스로틀에 작용하여 연소 기관으로의 흡기에 영향을 끼칠 수 있는 배기 브레이크의 기능에 의해 영향을 받을 수 있다. 배기 스트림의 유동 레벨은 또한, 예컨대 공기 필터의 막힘 정도와 같은 상태 또는 서비스 상태를 포함하는 연소 기관의 상태에 의해 영향을 받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 또는 여러 작동 조건에 대해 작은 값의 그을음 임계값(Sth)이 주어지면 유동 레벨이 더 높아지고, 하나 또는 여러 작동 조건에 대해 큰 값의 그을음 임계값(Sth)이 주어지면 유동 레벨이 더 낮아지기 때문에, 그을음 임계값(Sth)은 상기 하나 또는 여러 작동 조건에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 예컨대 쓰레기 수거 트럭, 버스 또는 물류 차량과 같이 (예를 들어, 반복적인 정지에 의해) 정상 작동에서 유량의 평균 값이 낮은 차량보다, 유량의 평균값이 높은, 고속도로에서 고속으로 장거리에 걸쳐 무거운 화물을 운반하는 트럭에 대해서 더 낮은 값의 그을음 임계값(Sth)이 주어질 수 있다.
낮은 유량 평균 값을 갖는 차량은, 일반적으로 높은 유량 평균 값을 갖는 차량보다 연료 소비에 대한 배압의 영향에 덜 민감하기 때문에, 낮은 유량 평균 값을 갖는 차량에 대해 높은 그을음 임계값(Sth)이 사용될 수 있다. 이는 또한, 낮은 유량 평균 값을 갖는 차량의 배기 처리 시스템에서 질소산화물(NOx)의 환원에 대해 더 많은 자유도(degree of freedom)를 가져온다. 반면에, 더 높은 유량 평균 값을 갖는 차량은 연료 소비에 대한 필터 배압의 영향에 민감하기 때문에, 이러한 차량에 대해서는 그을음 임계값(Sth)이 낮은 값으로 적절하게 설정된다.
예를 들어, 전술된 것과 같은 평균 값으로 구성될 수 있는 유량 레벨은 종종, 필터 내 그을음 축적이 연소 기관의 연료 소비에 끼치는 영향에 관련된다. 그을음의 축적은 일반적으로, 낮은 유량 레벨에서 보다 높은 유량 레벨에서 연료 소비에 더 큰 영향을 끼치며, 높은 값 및 낮은 값은 전술된 바와 같이 평균값으로 구성될 수 있다.
다시 말해서, 일 실시예에 따르면, 그을음 임계값(Sth)은 차량의 무게, 차량의 사용 및/또는 차량을 운전하는 운전자에 의한 차량의 진행(progression)에 기초할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 그을음 임계값(Sth)의 결정은 배기 처리 시스템에 대한 하나 또는 여러 작동 조건에도 기초할 수 있다. 이러한 작동 조건은, 예를 들어 촉매 필터에 대한 상태(예컨대, 조건 또는 서비스-상태)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 노후된, 마모된, 또는 적어도 부분적으로 손상된 필터와 관련하여, 재생 시 필터가 파손될 위험을 감소시키기 위해, 그을음 임계값(Sth)이 낮게 설정될 수 있다. 유사하게, 그을음 임계값(Sth)의 결정은, 본 명세서에 기재되는 배기 처리 시스템의 하나 또는 여러 구성 요소들에 대한 상태/조건/서비스-상태에 의해 영향을 받을 수 있다. 하나 또는 여러 구성 요소가 열화/노후된 상태에 있으면, 양호/새로운 상태에 있을 때보다 더 낮은 값의 그을음 임계값(Sth)이 결정될 수 있는데, 이는 열화/노후된 상태에 있는 구성 요소들은 그만큼 열심히 작동하도록 되어있지 않기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 그을음 임계값(Sth)의 결정은, 그 결정이 촉매 필터의 최대물리적 충전 레벨보다 작거나/낮은 그을음 임계값(Sth)을 야기하도록 하는 방식으로 수행될 수 있다. 이렇게 하면, 예를 들어 재생 시에 필터가 손상되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연소 기관에 대한, 하나 또는 여러 개의 추가적인 작동 조건이 배기 처리 시스템에서 첨가제 공급의 제어에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 제1 공급의 제어 및/또는 제2 공급의 제어는 연소 기관에 대한 이러한 하나 또는 여러 개의 추가적 작동 조건에 따라 달라질 수 있다. 이러한 추가적 작동 조건은 연소 기관을 작동시키는 연료 종류를 포함할 수 있는데, 그 이유는, 예컨대 디젤 및 바이오 디젤과 같이 상이한 유형의 연료는 연소 기관에서 상이한 양의 그을음을 생성시키기 때문이다. 예컨대 사용된 EGR-레벨과 같이, 내연 기관에 대해 사용되는 작동 모드 또한, 하나 또는 여러 개의 추가적 작동 조건에 포함될 수 있는데, 그 이유는 예컨대 상이한 EGR-레벨과 같이, 상이한 작동 모드는 연소 기관으로부터 상이한 레벨의 그을음을 배출시키기 때문이다. 연소 기관이 작동되는 고도, 즉 해발 고도 또한 하나 또는 여러 개의 추가적 작동 조건에 포함될 수 있으며, 그 이유는 고도가 연소 기관에서의 그을음 생성에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 이러한 하나 또는 여러 개의 추가적 작동 조건을 고려함으로써, 제어 시에 연소 기관에서의 그을음 생성에 대해서도 고려해야 하며, 그 결과 배기 처리 시스템에서 첨가제의 공급의 제어가 보다 최적화된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 공급의 제어 및/또는 제2 공급의 제어는 또한, 배기 처리 시스템에 대한 질소산화물(NOx)의 총 환원에 기초한다. 이는, 질소산화물(NOx)의 요구된 환원이 배기 처리 시스템에 의해 제공되어, 예를 들어 배기 표준의 배기 요건이 충족될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연소 기관에 대한 시간 제한적인 특수 작동 조건에 대해서는 제외하고, 제1 첨가제의 제1 공급(230)에 대한 제어(220)가 촉매 필터에서 사용 가능한 이산화질소(NO2)를 수반하는 크기로 그을음 임계값(Sth)이 주어진다. 전술된 바와 같이, 이산화질소(NO2)는 촉매 필터에서의 그을음 입자의 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 시간 제한적인 특수 작동 조건의 일 예시는, 연소 기관에 대한 하나 또는 여러 과도 작동 조건(transient operating condition) 및/또는 증가된 파워 출력 및/또는 냉 시동과 관련된 작동 조건일 수 있다.
따라서, 촉매 필터 내 이산화질소(NO2)는 예를 들어 가속, 오르막 경사 또는 유사한 시간 제한적 작동 조건과 관련하여, 필터에서 감소될 수 있다. 마찬가지로, 촉매 필터 내 이산화질소(NO2)는 냉 시동과 관련한 시간 제한적 기간 동안 필터에서 감소될 수 있다. 이는, 시간 제한적 특수 작동 조건이, 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)이 필터 내 그을음 입자의 산화보다 높은 우선순위를 갖는 작동 모드들을 포함하는 것으로 표현될 수도 있다.
하지만, 차량/연소 기관의 정상 작동 시에, 본 발명에 따른 배기 처리 시스템이 사용될 때, 필터 내 그을음 입자의 산화가 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)보다 높은 우선순위를 받는 것이 가능한데, 그 이유는, 시스템 내에서 촉매 필터의 하류에 있는 환원 촉매 장치의 형태로 질소산화물(NOx)의 추가적 환원에 대한 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 촉매 필터를 통과하는 질소산화물(NOx)이 하류에 배치되는 환원 촉매 장치에서 환원될 수 있기 때문에, 촉매 필터는 항상 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)을 우선시하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명에 따른 배기 처리 시스템의 이러한 구성은, 촉매 필터에 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)에 대한 추가적인 자유도를 제공하며, 이는 시간 경과에 따라 필터에서의 개선된 그을음 산화를 이루는 데 사용된다.
일 실시예에 따르면, 과도 작동 조건, 증가된 파워 출력 및/또는 냉 시동과 관련된 시간 제한적 작동 조건은, 과도 작동 조건, 증가된 파워 출력 및/또는 냉시동이 발생하기 직전의 시간을 포함하며, 이는 첨가제의 투여가 미래 요건에 선행하여(proactively) 충족하도록 수행될 수 있음을 의미한다. 여기서, 미래 요건은 예를 들어, GPS-정보 및 지도 데이터를 기반으로 한 도로 전방 구간에 대한 정보에 기초한 추정에 의해, 적절하게 예측 및/또는 추정될 수 있다. 여기서, 과도 작동 조건, 증가된 파워 출력 및/또는 냉 시동 직전의 시간은, 과도 작동 조건, 증가된 파워 출력 및/또는 냉 시동이 발생하기 전에 선행 투여가 완료될 수 있는 시간을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시간 제한적인 특수 작동 조건들은, 시간적으로 매우 제한되어, 시간 경과에 따라 그을음 임계값(Sth)을 초과하여 그을음이 축적되는 것을 방지할 수 있다. 이는, 이러한 시간 제한적인 특수 작동 조건들에 있을 때를 제외하고, 필터 내 그을음 입자의 산화를 촉진하는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가 촉매 필터에 존재 가능하기 때문에, 가능하다. 다르게 말하면, 효과적인 NO2-기반 그을음 산화가 규칙으로서 제공될 수 있기 때문에, 필터 내 그을음의 제어되지 않은 축적이 방지될 수 있으며, 이러한 효과적인 NO2-기반 그을음 산화는 필터 내 이산화질소(NO2)에 대한 접근이 적은 더 짧은 시간에 의해서만 중단된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 그을음 임계값(Sth)은, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어(220)가, 촉매 필터 내 그을음 입자의 산화를 촉진시키는 데 사용되는 이산화질소(NO2)가 촉매 필터 내에서 실질적으로 항상 이용 가능하도록 하는 크기로 주어진다. 이는, 필터에서 그을음 산화가 양호하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방법은 배기 스트림 내 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물의 제2 산화를 더 포함한다. 일 실시예에 따르면, 제2 산화는 촉매 필터의 하류에 배치되는 제2 산화 촉매기에 의해 수행될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 제2 산화는, 촉매 필터에 포함되는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 촉매 코팅에 의해 수행되며, 이 경우 촉매 코팅은 환원 특성 외에도 산화 특성을 갖는다.
제1 산화 촉매기 및/또는 제2 산화 촉매기는, 예컨대 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치와 같이, 배기 처리 시스템에서 하류에 배치되는 구성 요소들에 대해 열을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연소 기관은, 제1 산화 촉매기와 촉매 필터 중 적어도 하나를 가열하는 데 사용될 수 있는 열을 생성하도록 제어된다. 따라서, 질소산화물(NOx)의 전환율은 온도에 따라 달라질 수 있기 때문에, 촉매 필터는 질소산화물(NOx) 전환에 대해 희망하는 소정의 성능에 도달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 첨가제의 제1 공급(230)과 제2 공급(270) 중 적어도 하나는, 제1 주입 장치 및 제2 주입 장치로 각각 배기 스트림에 공급되는 제2 첨가제에 의해 제어되어, 전술된 바와 같이, 배기 처리 시스템에 공급된 제1 첨가제와 제2 첨가제 각각의 침전물이 발생할 위험이 있는 수준까지 공급이 증가하도록 한다.
제1 첨가제의 제1 공급(230)과 제2 첨가제의 제2 공급(270) 중 적어도 하나는 또한, 예를 들어 이러한 침전물이 발생한 후에 감소하도록 제어되어, 제1 첨가제 및 제2 첨가제 중 적어도 하나의 잔여물 및/또는 침전물이 열에 의해 배기 스트림에서 제거되도록 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이러한 제어는 제1 첨가제 및/또는 제2 첨가제의 공급의 중단으로 이루어진다. 감소된 공급을 제공하는 이러한 제어는, 그 감소 중 또는 그 감소 이후에, 배기 처리 시스템에서 요구되는/희망하는/요청되는 총 촉매 기능이 제공될 수 있는 경우에 수행된다. 이는, 요구되는/희망하는/요청되는 양/레벨의 질소산화물(NOx)이 배기 처리 시스템으로부터 방출될 수 있도록 한다. 본 명세서에서 사용된 촉매 기능이라는 용어는, 예를 들어 질소산화물(NOx)의 전환 레벨에 대응하는 기능을 의미한다. 여기서, 상기 요구되는 촉매 기능은, 예를 들어 연소 기관에 대해 현재 측정된, 모델링된, 및/또는 예측된 작동 조건에 기초할 수 있다. 전술된 바와 같이, 예측된 값은, 예를 들어 위치 정보(예컨대, GPS-정보) 및 지도 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 요구되는 임팩트/환원/촉매 기능은 최대로 허용되는 질소산화물(NOx) 양과 관계될 수 있으며, 이는 예를 들어 유로 Ⅵ 배출 표준 또는 다른 기존의 배출 표준 및/또는 미래의 배출 표준에서의 배출-사양에 기초할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 제1 첨가제의 제1 공급(230)에 대한 제어(220)는 또한, 촉매 필터(320) 및 환원 촉매 장치(330) 중 하나 이상의 구성에 대한, 하나 또는 여러 개의 특성 및/또는 작동 조건에 기초하여 수행될 수 있다.
유사하게, 제2 첨가제의 제2 공급(270)에 대한 제어(260)는, 환원 촉매 장치(330)와 촉매 필터(320) 중 하나 이상의 구성에 대한, 하나 이상의 특성 및/또는 작동 조건에 기초하여 수행될 수 있다.
촉매 필터와 환원 촉매 장치에 대한 이러한 특성들 각각은, 촉매 필터의 촉매 환원 특성, 촉매 필터의 촉매 환원 특성과 산화 특성, 환원 촉매 장치의 촉매 특성, 촉매 필터의 촉매 종류, 환원 촉매 장치의 촉매 종류, 촉매 필터가 활성인 온도 구간, 환원 촉매 장치가 활성인 온도 구간, 촉매 필터의 암모니아 적용범위(coverage), 및/또는 환원 촉매 장치의 암모니아 적용범위에 관련될 수 있다.
촉매 필터 및 환원 촉매 장치에 대한 위의 작동 조건들은 각각, 촉매 필터의 온도 대푯값, 환원 촉매 장치의 온도 대푯값, 촉매 필터의 온도 트랜드 대푯값 및/또는 환원 촉매 장치의 온도 트랜드 대푯값에 관련될 수 있다. 이러한 하나 또는 여러 온도 대푯값은, 예를 들어 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에(in/at/on), 상류에 및/또는 하류에 배치될 수 있는, 본 명세서에서 설명되는 하나 또는 여러 개의 온도 센서에 의해 제공되는 측정값에 기초한, 예를 들어 배기 처리 시스템 내 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 온도에 기초할 수 있다.
일반적인 촉매기, 그리고 특히 환원 특성을 갖는 촉매기에 대한 기능 및 효율은, 예를 들어 배기가스 내 이산화질소와 질소산화물 사이의 비, 즉 NO2/NOx-분율에 좌우된다. 하지만, NO2/NOx-분율은 수많은 다른 요인들, 예를 들어 운전자가 차량을 어떻게 운전하는지 및/또는 현재 운전 모드에 따라 달라진다. 예를 들어, 배기가스 내 NO2/NOx-분율은, 운전자 및/또는 크루즈 컨트롤에 의해 요구되는 토크, 차량이 위치해 있는 도로 구간의 외형 및/또는 운전자의 운전 스타일에 따라 달라질 수 있다.
종래의 배기 처리 시스템은, 주어진 배기 유동 및 주어진 온도에 대해서, 실질적으로 일정한 질소산화물(NOx) 내 이산화질소(NO2)의 분율을 생성한다. 이러한 파라미터들은 엔진이 사용되는 방식에 따라 달라져 제어될 수 없기 때문에, 이러한 구성들의 최적화는 어렵다. 한편으로는, 배기 처리 시스템의 환원 촉매기는, 낮은 배기 온도에서 실질적으로 높은 분율의 질소산화물(NO2)을 필요로 한다. 다른 한편으로는, 배기 처리 시스템의 산화 촉매기(DOC)와 필터에 대한 최적의 온도에서, 이산화질소(NO2)의 분율이 너무 높아지면, 그 기능이 저하된다. 따라서, 오늘날의 배기 처리 시스템은, 각각의 구성 요소에 대한 현재 작동 및/또는 하드웨어 사양에 따라, 너무 큰/너무 높은 분율의 이산화질소(NO2) 및 너무 작은/너무 낮은 분율의 이산화 질소(NO2) 모두로부터 고통받을 수 있다.
질소산화물(NOx) 내 이산화질소(NO2)의 분율이 높으면, SCR-촉매기의 동적 활동의 제한이 수반된다. 비교적 짧은 시간 동안에 발생하는 우레아 주입의 적응은, 이 경우 SCR-촉매기의 촉매 효율의 감소 때문에, 올바른 결과를 제공하지 못할 위험이 있다.
촉매 온도 및 촉매 내에 어느 정도 체류하도록 하기 위한 유동("공간 속도(Space Velocity)")와 관련된 일부 조건에서, 이산화질소(NO2)의 유리하지 않은 분률이 얻어질 수 있는 위험이 있다. 좀 더 상세하게는, NO2/NOx 비가 50%를 초과할 위험이 있으며, 이는 배기 정화에 있어서 현실적인 문제를 야기할 수 있다. 전술한 바와 같이 매우 낮은 온도 작동 모드에서 NO2/NOx 비의 최적화는 다른 작동 모드 예를 들어 고온에서 작동할 때에는 지나치게 높은 분률의 이산화질소(NO2)를 제공할 위험이 있게 된다. 이렇게 높은 분률의 이산화질소(NO2)가 존재하게 되면, SCR-촉매에 필요한 체적이 커지고 및/또는 엔진에서 배출되는 질소산화물의 양이 제한되어서, 차량의 연료 효율이 좋지 않게 된다. 또한, 이산화질소(NO2)의 분률이 높게 되면 산화이질소 가스(N2O)를 배출할 위험도 있다.
이렇게 유리하지 않은 이산화질소(NO2)의 분률에 의한 위험은 시스템의 노화(ageing)에 의해서도 발생될 수 있다. 예를 들면, 시스템이 노화되면 NO2/NOx 비가 작아질 것으로 추정되며, 이는 노화되지 않은 상태에서 NO2/NOx 비가 지나치게 높아지게 되는 촉매 사양이 노화를 보상하는 데에 사용되어야만 한다.
일 실시예에 따르면, 촉매 필터에 도달하는 질소산화물의 제1 양(NOx_1)은, 촉매 필터에 도달하는 이산화질소의 제1 양(NO2_1)과 질소산화물의 제1 양(NOx_1) 사이의 제1 비 NO2_1/NOx_1, 즉, 제1 산화 촉매기에서 빠져나오는 촉매 필터의 상류에 있는 이산화질소와 질소산화물 사이의 비 NO2_1/NOx_1에 대응할 수 있다. 예를 들어, 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 값으로서, 이러한 제1 비 NO2_1/NOx_1에 대한 값 (NO2_1/NOx_1)det이 결정될 수 있다. 전술된 바와 같이, 예측된 값은 예를 들어 위치 정보(예컨대, GPS-정보)와 지도 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 환원 촉매 장치에 도달하는 질소산화물의 제2 양(NOx_2)은, 환원 촉매 장치에 도달하는 이산화질소의 제2 양(NO2_2)과 질소산화물의 제2 양(NOx_1) 사이의 제2 비(NO2_2/NOx_2)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 값의 형태로, 제2 비(NO2_2/NOx_2)에 대한 값(NO2_2/NOx_2)det이 결정될 수 있다. 전술된 바와 같이, 예측된 값은, 예를 들어 위치 정보(GPS-정보)와 지도 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 첨가제의 제1 공급(230) 또한, 촉매 필터의 상류에서의 이산화질소와 질소산화물의 비(NO2_1/NOx_1)의 분포에 기초하여, 즉 예를 들어 제1 비에 대한 결정된 값 (NO2_1/NOx_ 1)det에 기초하여 제어된다. 이때, 제1 첨가제의 제1 공급(230)은, 제1 환원이 촉매 필터에서의 환원에 사용될 수 있도록, 제1 비에 대한 결정된 값 (NO2_1/NOx_ 1)det에 기초하여 제어될 수 있다. 따라서, 제1 공급(230)은, 질소산화물(NO) 및 이산화질소(NO2) 모두를 거치는 반응 경로를 통해, 가능한 한 크게 발생하도록 제어될 수 있다.
이때, 제2 장치에 도달하는 이산화질소의 제2 양(NOx_2)이 증가하기 때문에, 제1 공급(230)의 이러한 능동 제어는 이러한 제2 비에 대한 값 (NO2_2/NOx_ 2)det의 감소시킬 수 있다. 이는, 제1 공급이 감소하도록 제1 공급의 능동제어를 수행함으로써 달성되며, 촉매 필터 내 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 제1 환원이 감소한다. 따라서, 질소산화물의 제2 양(NOx_2)의 증가가 이루어진다. 다르게 말하면, 능동 제어는, 제2 비에 대한 결정된 값 (NO2_2/NOx_ 2)det이 높으면, 제2 비에 대한 결정된 값 (NO2_2/NOx_2)det이 낮을 때보다 적은 첨가제가 공급됨을 의미한다.
이는, 제2 비에 대한 결정된 값 (NO2_2/NOx_ 2)det이 상한 임계값 (NO2_2/NOx_2)threshold_high보다 큰 경우, 즉 (NO2_2/NOx_ 2)det > (NO2_2/NOx_ 2)threshold _ high일 경우, 첨가제의 제1 공급(230)이 감소되는 것으로도 설명될 수 있다.
이러한 상한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high은 촉매 필터(SCRF)에 대한 촉매 특성 및/또는 환원 촉매 장치에 대한 촉매 특성에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 상한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치가 활성인 온도 구간에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 상한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에 대한 첨가제의 적용 레벨에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 상한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에서의 온도 대푯값에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 이러한 하나 또는 여러 온도 대푯값은, 예를 들어 본 명세서에서 설명되는 하나 또는 여러 개의 온도 센서들에 의해 제공되는 측정값을 기반으로 한, 배기 처리 시스템의 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 온도에 기초할 수 있다.
상한 임계 값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high은, 예를 들어 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high > 50%의 구간 내의 값, 바람직하게는 50% > (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high ≥ 85%의 구간 내의 값, 보다 바람직하게는 60% > (NO2_2/NOx_ 2)threshold _high ≥ 75%의 구간 내의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 공급(230)의 능동 제어는 제2 비에 대한 값 NO2_2/NOx_2의 증가를 달성한다. 이러한 증가는, 질소산화물의 제2 양(NOx_2)의 감소를 통해 달성된다. 이때, 제2 비에 대한 값 NO2_2/NOx_2의 증가는, 촉매 필터에서의 제1 환원이 증가하도록 하는 방식으로 제1 공급의 능동 제어가 수행됨으로써 달성된다. 촉매 필터에서의 증가된 환원은 질소산화물의 제2 양(NOx_2)의 환원을 야기한다. 다르게 말하면, 결정된 값(NO2_2/NOx_2)det이 낮으면, 결정된 값 (NO2_2/NOx_ 2)det이 높은 것보다 더 많은 첨가제가 공급되도록 하는 방식으로, 제1 공급(230)이 제2 비에 대한 결정된 값 (NO2_2/NOx_ 2)det에 기초할 수 있다.
이는 또한, 제2 비에 대한 결정된 값 (NO2_2/NOx_ 2)det이 하한 임계값 (NO2_2/NOx_2)threshold_low의 이하인 경우, 즉 (NO2_2/NOx_ 2)det ≤ (NO2_2/NOx_ 2)threshold _ low인 경우, 제1 공급(230)이 증가되는 것으로도 표현될 수 있다. 이러한 하한 임계값 (NO2_2/NOx_2)threshold_low은 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에 대한 촉매 특성에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 하한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에 대한 촉매 종류에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 하한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치가 활성인 온도 구간의 대푯값에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 하한 임계값 (NO2_2/NOx_2)threshold_low은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에 대한 첨가제의 적용 레벨에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 하한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에 대한 첨가제의 적용 레벨에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 하한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low은 또한, 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에서의 온도 대푯값에 따라 달라지는 값을 가질 수 있다. 이러한 하나 또는 여러 온도의 대푯값은, 예를 들어 본 명세서에서 설명되는 하나 또는 여러 개의 온도 센서들에 의해 제공되는 측정 값들을 기반으로 한, 예를 들어 배기 처리 시스템의 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 온도에 기초할 수 있다. 하한 임계값 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low은, 예를 들어 (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low < 50%의 구간 내의 값, 바람직하게는 10% ≤ (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low ≤ 40%의 구간 내의 값, 보다 바람직하게는 20% ≤ (NO2_2/NOx_ 2)threshold _low ≤ 60%의 구간 내의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필요한 경우에, 제1 산화 촉매기에서 빠져 나와서 촉매 필터에 도달하는 이산화질소의 제1 양(NO2_1)과 질소산화물의 제1 양(NOx_1) 사이의 제1 비(NO2_1/NOx_1)의 조절이 수행되는데, 그 이유는 엔진 및/또는 연소 측정값으로 이러한 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 능동 제어가 수행되기 때문이다. 따라서, 여기서 질소산화물의 제1 양(NOx_1)은, 예를 들어 제1 비(NO2_1/NOx_1)에 대한 결정된 값 (NO2_1/NOx_ 1)det에 기초하여, 이러한 제1 비(NO2_1/NOx_1)에 적절한 값을 부여하기 위해, 연소 기관의 능동 제어에 의해 영향을 받는다. 따라서, 상기 비에 대한 결정된 값 (NO2_1/NOx_ 1)det이 최적이지 않은 경우, 내연 기관은 배출되는 질소산화물(NOx)의 양을 변경하도록 제어될 수 있다. 최적이라고 고려되는 값은 연소 파라미터의 능동 제어의 목적에 따라 달라진다. 이러한 목적은, 촉매 필터에서 효과적인 그을음 산화를 달성하는 것일 수 있다. 또 다른 목적은, 촉매 필터에서 질소산화물의 효과적인 환원을 달성하는 것일 수 있다.
촉매 필터에서의 배기 스트림 내 이산화질소(NO2_1)에 대한 접근은, 필터에서의 이산화탄소-기반 그을음 산화에 대해, 그리고 필터에서의 질소산화물(NOx_1)의 환원에 대해 중요하다. 따라서, 이 실시예에 따른 배기 처리 시스템은 제1 산화 촉매기 이후의 이산화질소에 대한 접근 때문에, 촉매 필터에서 양호한 그을음 산화를 제공한다. 또한, 촉매 필터에서의 제1 환원의 반응 속도는, 촉매 필터에 도달하는 배기 스트림 내 일산화질소(NO_1)와 이산화질소(NO2_1) 사이의 비에 의해 영향을 받을 수 있다. 이때, 내연 기관과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 능동 제어와 함께, 제1 산화 촉매기에서 질소산화물(NO_1)이 이산화질소(NO2_1)로 이전에 산화되었기 때문에, 촉매 필터에서의 보다 효율적인 제1 환원이 획득될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예의 사용을 통해, 질소산화물(NOx) 중 이산화질소(NO2)로 이루어지는 분율이 능동적으로 제어될 수 있으며, 이는 배기 처리 시스템에서, 예를 들어 귀금속을 포함하는 산화 코팅을 갖는 적어도 하나의 기판의 상류에 있는 질소산화물(NOx)의 양의 능동 제어에 의해 촉진된다. 상기 비(NO2/NOx)의 이러한 제어는, 예컨대 높은 NOx-전환율과 같은 촉매적 성능에 대한 이점 이외에도, 독성이 매우 강하고 냄새가 독한 배출물을 야기하는 이산화질소(NO2)의 배출을 특히 감소시킬 수 있도록 한다. 이는, 이산화질소 배출의 감소 가능성을 통해, 이산화질소(NO2)에 대한 별도의 법적 요건이 잠재적으로 미래에 도입될 때, 이점을 가질 수 있다. 이는, 예를 들어 유로VI-시스템과 비교될 수 있으며, 유로VI-시스템에서 이산화질소(NO2)의 분율은 사용/작동에 의한 것이고, 다른 방식으로는 제어될 수 없기 때문에, 배기 정화에서 제공되는 이산화질소(NO2)의 분율이 배기 처리 시스템 자체에서 직접적으로 영향을 받지 않을 수 있다.
다르게 말하면, 이산화질소(NO2) 레벨의 능동 제어는 본 발명에 의해 촉진되며, 이는 이러한 제어가 필요로 되는 운전 모드에서 이산화질소(NO2) 레벨의 증가 또는 감소하는 데 사용된다. 따라서, 더 적은 귀금속을 필요로 하고, 이로 인해 제조 비용이 저렴한 배기 처리 시스템이 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어의 사용을 통해 배기 처리 시스템에서 하나 또는 여러 개의 선택적 환원 촉매기를 거치는 반응 속도를 증가시키는 연료 소비 중립적 방식이 획득되는데, 그 이유는 질소산화물(NO)과 이산화질소(NO2) 모두를 거치는 반응 경로를 통해 가능한 한 많은 양의 환원이 발생함으로써, 제어가 수행될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 실시예에 따른 제어를 통해, 빠른 반응 경로, 즉 "빠른 SCR"을 통해 발생하는 질소산화물(NOx)의 총 전환율은 이산화질소(NO2) 레벨의 능동 제어를 통해 증가될 수 있다. 따라서, 촉매기와 관련된 부피 요건 또한 감소될 수 있다. 빠른 SCR은 이하에서 보다 자세하게 설명된다.
NO2/NOx 비는, 예를 들어 배기 처리 시스템이 일정 시간 동안 작동된 후에, 노화로 인해 낮은 값을 취할 수 있다. 따라서, 배기 처리 시스템의 노화/열화로 인한, 질소산화물(NOx) 내 이산화질소(NO2)의 유리하지 않은 분율이 발생될 위험이 있다. 예를 들어, 배기 처리 시스템이 노화되면, NO2/NOx 비는 낮은 값을 취할 수 있는데, 이는 노화되지 않고/새로운 상태에서 너무 높은 분율을 야기하는 촉매 사양이 노화/열화에 대한 보상을 하는 데 사용되어야 하도록 한다.
본 실시예는, 본 발명에 따른 능동 제어로 과도하게 낮은 값의 NO2/NOx 비를 방지함으로써, 시간의 경과에 따라 열화되고, 배기 처리 시스템에 대해 부정적인 이러한 특성을 방지할 수 있는 가능성을 제공한다. 본 발명이 사용될 때, NO2/NOx 비에 대해 더 높은 초기 값을 처리하는 것이 가능하기 때문에, 새로운 배기 처리 시스템과 노후된 배기 처리 시스템 모두에 대한 성능을 최적화하는 더 좋은 조건이 있다.
본 실시예는 배기가스의 조성이 변하면 주어진 온도에서 획득되는 촉매 활동이 영향을 받을 수 있다는 사실을 이용한다. 질소산화물(NOx) 중 이산화질소(NO2)이 구성하는 분율을 조절함으로써, 환원의 기초가 되는 반응들의 효과(impact)가 달성될 수 있다. 다르게 말하면, 환원 촉매기의 활동은 질소산화물(NOx) 중 이산화질소(NO2)로 이루어진 분율의 조절에 의해 영향을 받을 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따라, 질소산화물(NOx) 중 이산화질소(NO2)로 이루어진 분율이 50%를 나타내면, 가장 빠른 동역학 및/또는 가장 좋은 촉매 성능이 초래되고, 이로 인해 촉매 필터에 대한 기판 부피와 관련하여 가장 작은 요건을 초래한다. 또한, 질소산화물(NOx) 중 이산화질소(NO2)로 구성되는 분율에 대한 적절한 값을 향한 본 실시예에 따른 제어는, 배기 처리 시스템에서 하류에 배치되는 잠재적인 슬립-촉매기(SC)와 관련된 요건이 낮다는 것을 의미한다.
배기 처리 시스템에서 산화 코팅을 갖는 하나 또는 여러 개의 기판으로, 예를 들어 산화 촉매기(DOC1, DOC2) 및/또는 촉매 필터(SCRF)의 산화 특성을 갖는 촉매 코팅에 포함될 수 있는 기판에 도달하는 질소산화물(NOx) 레벨을 능동적으로 제어함으로써, 산화 코팅의 하류에 배치되는 촉매 필터(320) 및/또는 산화 코팅의 하류에 배치되는 환원 촉매 장치(330)에 도달하는 이산화질소(NO2)의 분율의 조절이 획득될 수 있다. 이는, 예를 들어 환원 촉매 장치가, 보다 예측 가능한 전환율(turnover)을 제공한다는 것을 의미한다. 이는, 예를 들어 질소산화물(NOx) 중 이산화질소(NO2)의 분율이 최대 희망 값(상한 임계값)을 초과할 위험이 있을 경우에, 엔진에 의해 생성되는 질소산화물(NOx)의 양의 증가를 고려한다.
본 발명의 사용에 의해, 보다 효율적이고 예측 가능한 질소산화물(NOx)의 환원이 획득된다. 그 결과, 예를 들어 우레아 주입의 적용이 보다 신뢰성 있는 결과를 제공한다.
본 발명에 따른 능동 제어는, 배기 처리 시스템이 유로VI 배출 표준에서의 배출 요건을 충족하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제어는, 배기 처리 시스템이 몇몇 다른 기존의 및/또는 미래의 배출 표준에서의 배출 요건을 충족하도록 할 수 있다.
이는, 본 실시예가, 요구되는/희망하는/요청되는 영향, 예컨대 수많은 다양한 조건에서, 배기 스트림 내 질소산화물(NOx)의 요구되는 환원을 제공할 수 있도록 한다. 따라서, 종래 기술을 사용할 때보다, 더 많은 조건 및/또는 운전 모드에서, 배기 처리 시스템으로부터의 질소산화물(NOx)의 배출에 대한 법적 요건 및/또는 표준이 충족될 수 있다.
본 발명을 사용함으로써, 차량에 대해 연료를 최적으로 사용할 수 있게 된다. 이는 엔진을 보다 연료 효율적인 방식으로 제어해서 엔진 효율을 높일 수 있기 때문이다. 이에 따라 본 발명에 의하면, 성능 이득 및/또는 감소된 이산화탄소(CO2)의 배출이 얻어질 수 있다.
발명의 일 실시예에 따르면, 필요한 경우, 환원 촉매 장치(330)에 도달하는 이산화질소의 제2 양(NO2_2)과 질소산화물의 제2 양(NOx_2) 사이의 제2 비(NO2_2/NOx_2)의 조절이 수행된다. 이러한 경우, 제2 비(NO2_2/NOx_2)에 대한 결정된 값 (NO2_2/NOx_ 2)det에 기초하여, 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 제1 환원(240)을 능동적으로 제어함으로써 상기 조절이 달성된다. 예를 들어, 제1 환원(240)의 이러한 능동 제어는, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 능동 제어(220)에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 제1 공급(230)은, 환원 촉매 장치에서의 환원(280)이 질소산화물(NO)과 이산화질소(NO2) 모두를 거치는 반응 경로를 통해, 가능한 한 크게 발생하도록 제어될 수 있다. 빠른 환원에서, 반응은 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)를 동등한 부분만큼 사용한다. 이는, NO2/NOx의 몰비에 대한 최적의 값이 약 50%임을 의미한다.
SCR-촉매기, 그리고 이에 의한 환원 특성을 갖는 촉매 필터들에 있어서, 주로 세 종류의 반응 경로가 정의된다.
이러한 반응 경로 중 하나는, 종종 "표준-SCR"로서 지칭된다. 이때, 질소산화물(NOx)은 주고 일산화질소(NO)로 구성되며, 반응 경로는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O (i)
반응 경로들 중 또 다른 하나는 빠른 동역학(kinetics)에 해당하며, 종종 "빠른 SCR"/"빠른 환원"으로서 지칭된다. 이때, 질소산화물(NOx)에 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2) 모두가 동일한 분율로 이용 가능하며, 반응 경로는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
4NH3 + 2NO + 2NO2 ↔ 2N2 + 3H2O (ii)
반응 경로들 중 또 다른 하나는 느린 동역학에 해당하며, 종종 "느린 SCR"/"느린 환원"으로서 지칭된다. 여기서는, 모든 일산화질소가 환원되어버렸기 때문에, 이산화질소(NO2)만이 반응에 사용되며, 반응 경로는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
6NO2 + 8NH3 ↔ 7N2 + 12H2O (iii)
위의 식 (iii)에서의 동역학이 더 늦으면, 다음의 반응 경로에 따라 산화이질소(N2O)가 생성될 수 있는 위험이 있다.
8NO2 + 6NH3 → 7N2O + 9H2O (iv)
4NO2 + 4NH3 + O2 → 4N2O + 6H2O (v)
반응에 대한 반응속도는 (이름이 나타내는 바와 같이) 반응 경로와 밀접하게 관련된다. 전체적인 환원은 항상 이러한 반응 경로들의 조합일 것이며, 몇몇 추가적인 반응들도 있을 것이다. 따라서, SCR-촉매기에서의 반응은 서로 다른 속도를 갖는 전술된 반응 경로들을 통해 발생한다.
본 발명은, 현재의 디젤 엔진에서 엔진으로부터 배출되는 질소산화물(NOx) 내 이산화질소(NO2)의 분율의 제어에 대해 추가적인 가능성이 열려있다는 발견을 이용한다. 여기서, 본 발명은 엔진의 질소산화물(NOx) 레벨의 제어 가능성을 이용한다. 이는, 질소산화물(NOx) 내 이산화질소(NO2)의 분율이 질소산화물(NOx) 레벨에 따라 좌우되기 때문에 가능하다.
예컨대 촉매 필터(SCRF)의 상류에 배치되는, 산화 촉매기(DOC)와 같이, 귀금속으로 코팅된 구성 요소를 갖는 배기 처리 시스템에 있어서, 촉매 필터(SCRF) 또는 하류에 배치되는 다른 구성 요소들에 도달하는 제1 비(NO2_1/NOx_1)는 제어될 수 있다.
예를 들어, 냉 시동 및 낮은 부하를 갖는 작동에서의 제한된 열 가용성을 보완하기 위해, 소위 빠른 환원/SCR("빠른 SCR")을 사용하는 것이 바람직하다. 빠른 환원/SCR에서는, 질소산화물(NO)과 이산화질소(NO2) 모두를 거치는 반응 경로를 통해, 가능한 한 크게 환원이 발생되도록 제어된다. 따라서, 빠른 환원/SCR에서, 반응은 질소산화물(NO)과 이산화질소(NO2) 모두를 동일한 부분만큼 사용하며, 이는 NO2/NOx의 몰비에 대한 최적의 값이 예를 들어 50%에 가까울 수 있음을 의미한다. 본 발명의 실시예들을 사용함으로써, 그을음 산화가 작동의 비교적 큰 부분 동안 우선되기 때문에, 시간의 경과에 따른 촉매 필터 내 그을음 축적을 제어 하에 유지하면서, NO2/NOx의 몰비가 이러한 최적의 값에 가깝게 제어될 수 있다.
전술된 바와 같이, 촉매 필터(SCRF)는 배기가스 내 질소산화물(NOx_1)의 환원 시에, 첨가제를 사용한다. 첨가제는 촉매기의 상류에 있는 연소 기관으로부터 생성되는 배기 스트림으로 투여되고, 환원 특성을 갖는 촉매 코팅에 흡착(축적)되어, 배기가스 내 질소산화물(NOx_1)과 첨가제 사이의 산화 환원 반응이 발생할 수 있다.
예를 들어, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 능동 제어는 촉매 필터에 대한 첨가제의 적용 정도/충전 정도에도 기초할 수 있다.
예를 들어, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 능동 제어는 촉매 필터(SCRF)에 대한 촉매 특성들 중 적어도 하나에 기초할 수 있다.
예를 들어, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 능동 제어는 촉매 필터 및/또는 환원 촉매 장치에 대한 온도 대푯값에 기초할 수 있다. 하나 또는 여러 온도의 이러한 대푯값은, 예를 들어 본 명세서에서 설명되는 하나 또는 여러 개의 온도 센서에 의해 제공되는 측정값을 기반으로 한, 예를 들어 배기 처리 시스템의 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 온도에 기초할 수 있다.
통상의 기술자라면 본 발명에 따른 배기 스트림의 처리 방법이, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때 컴퓨터가 이 방법을 실행하도록 하는 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있다는 점을 인지할 수 있을 것이다. 컴퓨터 프로그램은 통상적으로 컴퓨터 프로그램 제품(503)의 일부분을 형성하며, 그 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 프로그램이 저장되는 적당한 디지털 비휘발성/영구한/지속적인/내구성 있는 저장 매체를 포함한다. 상기 비휘발성/영구한/지속적인/내구성 있는 컴퓨터 판독 가능 매체는 적당한 메모리, 예를 들면: ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EPROM(Erasable PROM), Flash, EEPROM(Electrically Erasable PROM), 하드 디스크 기기 등으로 구성될 수 있다.
도 4는 제어 장치(400)를 개략적으로 도시하고 있다. 제어 장치(400)는 계산 유닛(401)을 포함한다. 계산 유닛은 기본적으로 적당한 유형의 프로세서 또는 마이크로컴퓨터, 예컨대 디지털 신호 처리를 위한 회로(Digital Signal Processor, DSP) 또는 소정의 특정 기능을 가진 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)로 구성될 수 있다. 계산 유닛(401)은 제어 장치(400)에 설치되어 있는 메모리 유닛(402)에 연결되어 있다. 메모리 유닛은 계산 유닛에 예를 들면 저장되어 있는 프로그램 코드 및/또는 저장되어 있는 데이터를 제공한다. 계산 유닛(401)은 계산을 하기 위해 이러한 데이터를 필요로 한다. 계산 유닛(401)은 메모리 유닛(402) 내에 중간 계산 결과 또는 최종 계산 결과를 저장하도록 설치되어 있다.
또한, 제어 장치(400)에는 입력 신호 및 출력 신호를 각각 수신하고 송신하기 위한 장치들(411, 412, 413, 414)이 구비될 수 있다. 이들 입력 및 출력 신호들은 입력 신호들을 수신하기 위한 장치(411, 413)에 의해 정보로 검출될 수 있는 파형, 펄스 또는 다른 어트리뷰트를 포함할 수 있으며, 이들은 계산 유닛(401)에 의해 처리될 수 있는 신호로 변환될 수 있다. 이들 신호들이 계산 유닛(401)에 제공된다. 출력 신호들을 송신하기 위한 장치들(412, 414)이 배치되어, 계산 유닛(401)에서 나온 계산 결과를 차량의 제어 시스템의 다른 파트 및/또는 신호들이 사용되는 부품들(예를 들어, 제1 주입 장치 및 제2 주입 장치)로 전달할 수 있는 출력 신호로 변환된다.
입력 및 출력 신호들을 수신하고 송신하기 위한 장치들과의 연결 각각은 하나 또는 다수의 케이블에 의해 이루어질 수 있다; CAN(Controller Area Network) 버스, MOST(Media Oriented Systems Transport) 버스, 또는 다른 구성의 버스와 같은 데이터 버스 또는 무선 연결.
통상의 기술자라면 전술한 컴퓨터가 계산 유닛(401)으로 구성될 수 있으며, 전술한 메모리가 메모리 유닛(402)으로 구성될 수 있다는 점을 알 수 있을 것이다.
일반적으로, 현대식 차량의 제어 시스템은 다수의 전기 제어 장치(ECU)를 연결하기 위한 하나 또는 여러 개의 통신 버스로 구성되는 통신 버스 시스템 또는 제어기들로 구성된다. 이러한 제어 시스템은 다수의 제어 장치를 포함할 수 있고, 특정 기능에 대한 책임은 여러 제어 장치에 분산될 수 있다. 따라서, 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이, 도시된 유형의 차량들은 종종 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 것보다 상당히 많은 제어 장치들을 포함한다.
도시된 실시형태에서, 본 발명은 제어 장치(400) 내에서 구현된다. 그러나 본 발명의 전부 혹은 일부가 차량 내에 이미 존재하고 있는 하나의 혹은 다수의 다른 제어 장치 내에서 또는 본 발명에 대한 전용 제어 장치 내에서 구현될 수도 있다.
여기서, 그리고 본 명세서에서, 제어 장치들은 종종, 본 발명에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 배치되는 것으로 설명된다. 이는 또한, 장치들이 이러한 방법 단계들을 수행하도록 조정 및/또는 설정되는 것을 포함한다. 예를 들어, 이러한 제어 장치들은, 각각의 제어 장치가 각각의 방법 단계를 구현하기 위해 액티브/사용될 때, 프로세서에 공급되어 프로세서에 의해 사용되는, 예를 들어 프로그램 코드 형태의 명령어들의 다양한 그룹에 대응할 수 있다.
도 3은, 시스템이 배기 도관(302)을 통해 연소 기관(301)에 연결되는, 본 발명의 일 양태에 따른 배기 처리 시스템(350)을 개략적으로 도시한다. 엔진(301)에서의 연소 시에 생성되는 배기가스와 배기 스트림(303)(화살표로 표시됨)은, 배기 스트림(303) 내 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물의 산화(210)를 위해 배치되는 제1 산화 촉매기(310)로 유도된다.
배기 스트림(303)은 촉매 필터(320)에 도달하기 전에, 배기 스트림(303)으로의 제1 첨가제의 제1 공급(230)을 제공하기 위해 배기 처리 시스템(350)에 배치되는 제1 주입 장치(371)를 지나도록 유도된다. 제1 공급(230) 시에 배기 스트림(303)에 공급된 제1 첨가제는 촉매 필터(320)를 통한 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 제1 환원에서 사용된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 실질적으로 임의의 적당한 가수분해 코팅을 구성될 수 있는 제1 가수분해 촉매 및/또는 제1 믹서가 제1 주입 장치(371)와 연결되어 배치될 수 있다. 제1 가수분해 촉매 및/또는 제1 믹서들은 우레아가 암모니아로 분해되는 속도를 증가시키는 데에 및/또는 첨가제가 배기물과 혼합되게 하는 데에 및/또는 첨가제를 증발시키는 데에 사용된다.
촉매 필터(320)는 제1 주입 장치(371)의 하류에 배치되고, 환원 특성을 갖는 적어도 부분적으로 촉매특성이 있는 코팅을 구비하는 입자 필터로서, 그을음 입자들을 포집 및 산화(250)시키고, 입자 필터(320)에 도달하는 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 제1 환원(240)을 수행하도록 배치되는, 입자 필터로 구성된다. 촉매 필터(320)에서의 촉매 반응은 제1 첨가제를 사용한다.
본 발명에 따른 배기 처리 시스템(350)은 또한, 연소 기관, 배기 처리 시스템 및/또는 차량에 대한 작동 조건에 관련한 정보를 결정 또는 획득하기 위해, 그리고 제1 산화 촉매기(310)의 하류와 촉매 필터(320)의 상류에 배치되는 제1 주입 장치(371)의 능동 제어(220)를 제공하기 위해 배치되는 제어 장치(380)를 포함한다. 전술된 바와 같이, 제어 장치(380)는, 촉매 필터(320) 내에 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 그을음 축적이 방지되도록 하는 방식으로 제1 첨가제의 공급(230)을 제어(220)하도록 배치된다. 이러한 그을음 임계값(Sth)은 적어도, 전술된 바와 같이, 배기 스트림(303)에 대한 유량 레벨에 영향을 미치는, 연소 기관(301)에 대한 결정된 작동 조건들에 따라 달라진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(380)는, 높은 유량 레벨을 초래하는 하나 이상의 작동 조건에 대해서는 더 작은 값, 그리고 낮은 유량 레벨을 초래하는 하나 이상의 작동 조건에 대해서는 더 큰 값의 그을음 임계값(Sth)이 할당되도록 하는 방식으로, 이러한 하나 이상의 작동 조건에 기초하여 그을음 임계값(Sth)을 결정하도록 배치된다.
배기 처리 시스템(350)은 또한, 배기 스트림(303)으로의 제2 첨가제의 제2 공급(270)을 제공하되, 이러한 공급(270)의 제어(260)에 따라 제공하기 위해, 촉매 필터(320)의 하류와 환원 촉매 장치(330)의 상류에 배치되는 제2 주입 장치(372)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제2 주입 장치(372)에 의해 배기 스트림에 공급되는 제2 첨가제는 환원 촉매 장치(330)에서의 제2 환원(280) 동안에 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(380)는 적어도 그을음 임계값(Sth)을 기반으로 제1 첨가제의 제1 공급(230)을 제어(220)하여, 연소 기관에 대한 시간-제한적인 특수 작동 조건을 제외하고는 촉매 필터에서 이산화질소(NO2)가 사용 가능하도록 배치되며, 이에 따라 시간의 경과에 따라 요구되는 그을음 산화가 제공될 수 있다.
차량/연소 기관의 정상 작동 시에, 본 발명에 따른 시스템이 사용될 때, 시스템 내에 촉매 필터(320)의 하류에 있는 환원 촉매 장치(330)의 형태로 질소산화물(NOx)의 추가적인 환원 가능성이 있기 때문에, 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)보다 필터에서의 그을음 입자들의 산화에 더 높은 우선순위를 수여하는 것이 가능하다. 따라서, 촉매 필터(320)를 통과하는 질소산화물(NOx)이 하류에 배치되는 환원 촉매 장치(330)에서 환원될 수 있기 때문에, 촉매 필터는 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)을 항상 우선시할 필요는 없다. 따라서, 본 발명에 따른 배기 처리 시스템의 이러한 구성은 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)에 대한 추가적인 자유도를 촉매 필터에 제공하며, 이는 시간에 따른 필터에서의 그을음 산화의 개선을 이루는 데 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시간-제한적인 특수 작동 조건은, 시간적으로 매우 제한되어, 시간의 경과에 따라 그을음 축적이 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 것이 방지될 수 있도록 한다. 이는, 이러한 시간-제한적인 특수 작동 조건들이 존재(prevail)할 때를 제외하고, 필터에서의 그을음 입자 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가 항상 상기 촉매 필터에서 사용 가능하기 때문에 가능하다. 다르게 말하면, 일반적으로 효과적인 NO2-기반 그을음 산화가 제공될 수 있기 때문에, 필터에서 제어되지 않은 그을음 축적이 방지될 수 있으며, 상기 효과적인 NO2-기반 그을음 산화는 필터 내 이산화질소(NO2)의 가용성이 낮은 더 짧은 시간에 의해서만 중단된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 그을음 임계값(Sth)은, 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어(220)에 의해, 촉매 필터에서의 그을음 입자의 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가 실질적으로 항상 촉매 필터에서 사용 가능하도록 하는 크기로 주어진다. 이는, 필터 내 그을음 산화가 양호하도록 한다.
일 실시예에 따르면, 배기 처리 시스템(350)은, 제1 공급(230) 및 제2 공급(270) 중 적어도 하나를 제어하도록 배치되는 적어도 하나의 주입 제어 장치(374)도 포함한다.
다르게 말하면, 주입 제어 장치(374)는 제1 주입 장치(371)과 제2 주입 장치(372) 및/또는 이러한 주입 장치들(371, 372)에 첨가제를 공급하는 펌프들 또는 유사한 장치들 중 하나 또는 여러 개를 제어한다. 일 실시예에 따르면, 이러한 주입은, 촉매 필터(320)에서의 제1 환원(240)의 능동 제어를 달성하기 위해, 제1 주입 장치(371)를 통해 배기 스트림으로 충분한 양의 첨가제가 공급되도록 하는 방식으로 제어된다.
본 발명에 따른 배기 처리 시스템(350)의 사용을 통해, 이산화질소(NO2) 레벨의 능동 제어는, 상기 제어가 필요한 운동 모드들에서 이산화질소(NO2) 레벨을 증가 또는 감소시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 적은 귀금속을 필요로 하고, 이로 인해 제조 비용이 저렴한 배기 처리 시스템이 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 제어의 사용으로, 질소산화물(NO)과 이산화질소(NO2) 모두를 거치는 반응 경로를 통해 가능한 한 큰 분율의 환원이 발생하도록 하는 방식으로 제어가 구현될 수 있기 때문에, 배기 처리 시스템에서 환원의 반응 속도를 증가시키는 연료 소비 중립적 방식이 획득된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매 필터에 포함되는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 환원 특성 및 산화 특성을 모두 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배기 처리 시스템은, 상기 배기 스트림 내 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물의 제2 산화를 수행하기 위해, 촉매 필터(320)의 하류와 제2 주입 장치(372)의 상류에 배치되는 제2 산화 촉매기(311)를 포함할 수 있다.
제1 산화 촉매기(DOC1)(310) 및/또는 제2 산화 촉매기(DOC2)(311)는 촉매작용이 있는 산화 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅되며, 이러한 산화 코팅은 예를 들어 백금과 같은 적어도 하나의 귀금속을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 산화 촉매기(DOC1; 310), 제2 산화 촉매기(DOC2; 311) 및/또는 촉매 필터(SCRF; 320)에 포함될 수 있는, 산화코팅을 구비하는 적어도 하나의 기판에 도달하는 질소산화물(NOx) 레벨을 능동적으로 제어함으로써, 하류에 배치되는 환원 촉매 장치(330)에 도달하는 이산화질소(NO2)의 분율에 대한 조절이 획득될 수 있다. 이는, 환원 촉매 장치(330)가 보다 예측 가능한 전환율(turnover)을 제공한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 이산화질소(NO2)의 분율이 희망하는 최대값을 초과할 위험이 있는 경우, 엔진에 의해 생성되는 질소산화물(NOx)의 양의 증가가 바람직할 수 있다. 예시로서, 도 5는, 질소산화물(NOx)의 레벨이 낮은 값(예를 들어, 300ppm)으로부터 높은 값(예를 들어, 1400ppm)으로 증가할 때, 이산화질소(NO2)의 분율에 대해 얻어지는 효과를 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이, 질소산화물(NOx)의 레벨이 300에서 1400으로 증가할 때, DOC에서의 NO2/NOx 비는 약 70%로부터 50% 내지 60% 사이로 떨어진다. NO2/NOx 비에 대한 값의 이러한 감소는, 전술한 바와 같이, "빠른 SCR"에 대한 조건을 상당히 향상시킨다.
질소산화물(NOx)의 레벨 증가의 결과로서, 촉매 필터(320) 및/또는 환원 촉매 장치(330)의 부하가 증가된다. 적어도 하나의 산화 기판이 NO2/NOx > 50%를 생성할 수 있는 위험이 있는 온도인, 약 260℃ 내지 340℃의 대략적인 배기 온도에서 상기 증가가 주로 발생하기 때문에, 촉매 필터(320) 및/또는 환원 촉매 장치(330)는 이러한 부하에 대처할 수 있는 양호한 조건을 가질 것이다. 이러한 온도, 즉 260℃ 내지 340℃에서, 촉매 필터(320) 및/또는 환원 촉매 장치(330)는, 각각의 사양에 따라 다소 우수한 성능을 갖는다. 또한, 이러한 온도에서는, 환원제 증발에 대해서 다소 양호한 조건이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 첨가제 및/또는 제2 첨가제는 암모니아(NH3) 또는 암모니아를 생성/형성/방출할 수 있는 우레아를 포함한다. 이러한 첨가제는 예를 들어 애드블루일 수 있다. 제1 첨가제 및 제2 첨가제는 동일한 종류일 수도 있고, 또는 상이한 종류일 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배기 처리 시스템(350)은 첨가제를 공급하기 위한 시스템(370)을 포함한다. 시스템(370)은 제1 및 제2 주입 장치(371, 372)에 첨가제 즉 예를 들어 암모니아나 우레아를 공급하도록 배치되어 있는 적어도 하나의 펌프(373)를 포함한다.
첨가제 공급을 위한 시스템(370)의 일 예시가 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 이 시스템은 제1 주입 장치(371) 및 제2 주입 장치(372)를 포함하며, 이들 각각은 촉매 필터(320) 상류와 환원 촉매장치(330) 상류에 배치되어 있다. 종종 첨가제를 주입하는 주입 노즐로 구성되어 있으며, 첨가제와 배기 스트림(303)을 혼합하는 제1 및 제2 주입 장치(371, 372)에는 적어도 하나의 펌프(373)에 의해 첨가제 도관(375)을 거쳐 첨가제가 공급된다. 적어도 하나의 펌프(373)는 하나 또는 다수의 첨가제 탱크(376)로부터 탱크/탱크들(376)과 적어도 하나의 펌프(373) 사이의 하나 또는 다수의 도관들(377)을 거쳐 첨가제를 획득한다. 여기서 첨가제는 액체 상태 및/또는 기체 상태일 수 있다는 점을 알아야 한다. 첨가제가 액체 상태인 경우, 펌프(373)는 액체 펌프이고, 하나 또는 다수의 탱크들(376)은 액체 탱크이다. 첨가제가 기체 상태인 경우, 펌프(373)는 기체 펌프이고, 하나 또는 다수의 탱크들(376)은 기체 탱크이다. 기체 및 액체 첨가제가 모두 사용되는 경우, 복수의 탱크들과 펌프들이 배치되며, 이때 적어도 하나의 탱크와 하나의 펌프가 액체 첨가제 공급을 위해 설치되고, 적어도 하나의 탱크와 하나의 펌프는 기체 첨가제 공급을 위해 설치된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 펌프(373)는, 제1 및 제2 주입 장치(371, 372) 모두에 각각 제1 및 제2 첨가제를 공급하는 공통 펌프를 포함한다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 펌프는 제1 및 제2 주입 장치(371, 372) 각각에 제1 및 제2 첨가제를 각각 공급하는 제1 및 제2 펌프를 포함한다. 첨가제 시스템(370)의 특정 기능은 종래 기술에 잘 기재되어 있으므로, 첨가제 투입을 위한 정확한 방법에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다. 그러나 암모니아질산염(NH4NO3) 같이 불요한 부산물이 침전되거나 형성되는 것을 방지하기 위해, 일반적으로 주입 시점/SCR-촉매기에서의 온도는 하한 문턱 온도보다는 높아야 한다. 그러한 하한 문턱 온도 값의 일 예시는 대략 180℃이다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 첨가제 공급을 위한 시스템(370)은 첨가제를 배기 스트림에 공급하는 방식으로 적어도 하나의 펌프(373)를 제어하도록 배치되어 있는 주입 제어 장치(374)를 포함한다. 일 실시형태에 따르면, 주입 제어 장치(374)는 제1 주입 장치(371)를 통해 배기 스트림(303)으로 제1 첨가제의 제1 주입양이 공급되는 방식으로 적어도 하나의 펌프(373)를 제어하도록 배치되어 있는 제1 펌프 제어 장치(378)를 포함한다. 주입 제어 장치(374)는 제2 주입 장치(372)를 통해 배기 스트림(303)으로 제2 첨가제의 제2 주입양이 공급되는 방식으로 적어도 하나의 펌프(373)를 제어하도록 배치되어 있는 제2 펌프 제어 장치(379)도 포함한다.
통상적으로, 제1 첨가제 및 제2 첨가제는 동일한 종류의 첨가제, 예를 들어 우레아로 구성된다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 첨가제와 제2 첨가제는 상이한 종류, 예를 들어 우레아와 암모니아로 구성될 수 있으며, 이는 제1 장치(331) 및 제2 장치(332) 각각으로의 주입과, 이로 인한 제1 장치(331) 및 제2 장치(332) 각각의 기능이 첨가제 종류에 대해서도 최적화될 수 있음을 의미한다. 상이한 종류의 첨가제가 사용되는 경우, 탱크(376)는, 서로 다른 종류의 첨가제를 각각 포함하는 여러 개의 서브-탱크를 포함한다. 제1 주입 장치(371)와 제2 주입 장치(372)에 서로 다른 종류의 첨가제를 공급하기 위해 하나 또는 여러 개의 펌프(373)가 사용될 수 있다. 전술된 바와 같이, 하나 또는 여러 개의 탱크 및 하나 또는 여러 개의 펌프는 첨가제의 상태에 따라, 즉 첨가제가 기체인지 액체인지 여부에 따라서 조정된다(adapted).
하나 또는 복수의 펌프들(373)은 주입 제어 장치(374)에 의해 제어된다. 주입 제어 장치(374)는 첨가제 공급을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성하여, 각 촉매 필퍼(320)와 환원 촉매 장치(330) 상류에서 제1 주입 장치(371)와 제2 주입 장치(372) 각각의 도움을 받아 소망하는 양의 첨가제가 배기 스트림(303) 내로 주입되게 한다. 좀 더 상세하게는, 제1 펌프 제어 장치(378)는 공통 펌프 또는 제1 주입 장치(371) 전용 펌프 중 어느 하나를 제어하도록 배치되어, 제1 주입 장치(371)를 통해 배기 스트림(303) 내로 공급되는 제1 주입량이 제어되게 된다. 제2 펌프 제어 장치(379)는 공통 펌프 또는 제2 주입 장치(372) 전용 펌프 중 어느 하나를 제어하도록 배치되어, 제2 주입 장치(372)를 통해 배기 스트림(303) 내로 공급되는 제1 주입량이 제어되게 된다.
도면에는, 적어도 하나의 제어 장치(374)가 별개로 표시된 유닛들(378, 379)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 이러한 유닛들(378, 379)은 논리적으로는 분리되어 있지만 물리적으로는 동일한 유닛으로 구현될 수도 있고, 또는 이들 유닛은 논리적 및 물질적으로 함께 배치/구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 유닛(378, 379)은, 각각의 유닛이 각각의 방법 단계를 구현하기 위해 액티브/사용될 때, 프로세서에 공급되어 프로세서에 의해 사용되는, 예를 들어 프로그램 코트 형태의 상이한 그룹의 명령어에 대응할 수 있다.
배기 처리 시스템(350)은 또한, 배기 처리 시스템 내 질소산화물, 이산화질소 및/또는 온도를 결정하기 위해, 예를 들어 촉매 필터의 상류에 배치되는 잠재적인 산화 촉매기(310)의 상류, 촉매 필터(320)의 입구, 촉매 필터(320)의 출구, 환원 촉매 장치(330)의 입구, 및/또는 환원 촉매 장치(330)의 출구에 배치되는, 예컨대 하나 또는 여러 개의 NOx-센서, NO2-센서, 및/또는 온도 센서(361, 362, 363, 364, 365)와 같은, 하나 또는 여러 개의 센서들을 구비할 수 있다. 온도 센서들(361, 362, 363, 364, 365)은 배기 처리 시스템(350)의 구성 요소들(310, 311, 320, 330) 중 하나 이상의 상류 및/또는 하류에 배치될 수 있다. 온도 센서들은 또한, 배기 처리 시스템(350)의 구성 요소들(310, 311, 320, 330) 중 하나 이상에(in/at/on) 배치될 수 있다.
제어 장치(380)는, 제어 신호 및/또는 하나 또는 여러 개의 NOx-센서, NO2-센서, 및/또는 온도 센서(361, 362, 363, 364, 365)에 의해 수행되는 측정 값들에 대응하는 신호를 적어도 하나의 주입 제어 장치(374)에 제공하도록 배치될 수 있다. 그러면, 상기 적어도 하나의 주입 제어 장치(374)는 이러한 제어 신호 및/또는 측정 신호에 기초하여 주입 물질의 공급을 제어하여, 전술된 제1 효과(impact)의 능동 제어가 획득되도록 한다.
제어 장치(380)는 또한, 제어 신호 및/또는 하나 또는 여러 개의 NOx-센서, NO2-센서, 및/또는 온도 센서(361, 362, 363, 364, 365)에 의해 수행되는 측정값에 대응하는 신호를 연소 기관(301) 및/또는 엔진 제어 장치에 제공하도록 배치될 수 있다. 그러면, 연소 기관(301) 및/또는 엔진 제어 장치는, 이러한 제어 신호 및/또는 측정 신호에 기초하여 엔진을 제어하여, 온도 및/또는 배기 환경의 제어를 통해 전술된 제1 효과의 능동 제어가 획득될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 방법은, 전술된 촉매 필터(320), 전술된 환원 촉매 장치(330), 및 첨가제 투여/공급의 능동 제어를 포함하는 실질적으로 모든 배기 처리 시스템에서 구현될 수 있다. 촉매 필터(320)와 환원 촉매 장치(330)의 각각은 다양한 방식으로 배치될 수 있고, 다양한 특성/기능을 가질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 환원 촉매 장치(330)는 다음 중 하나를 포함한다.
- 선택적 환원 촉매기(SCR);
- 하류에 슬립-촉매기(SC)가 뒤따르는 선택적 환원 촉매기(SCR)로, 슬립-촉매기(SC)는 첨가제의 잔여물을 산화시키고 및/또는 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 추가적인 환원으로 선택적 환원 촉매기(SCR)를 보조하도록 배치되는 것;
- 1차적으로는 질소산화물(NOx)을 환원하고, 2차적으로는 상기 배기 스트림(303) 내 첨가제를 산화시키도록 배치되는 슬립-촉매기(SC).
본 명세서에서, 선택적 환원 촉매기(SCR)는 종래의 SCR-촉매기(Selective Catalytic Reduction)을 의미한다. 보편적으로, SCR 촉매기는 첨가제, 종종 암모니아(NH3) 또는 암모니아가 생성/형성될 수 있는 조성을 사용하며, 이러한 첨가제는 배기가스 내 질소산화물(NOx)의 환원을 위해 사용된다. 전술된 바와 같이, 연소 기관으로부터 생성되는 배기 스트림으로 첨가제가 주입된다. 촉매기에 첨가된 첨가제는 암모니아(NH3)의 형태로 촉매기에 흡착(저장)되어, 배기가스 내 질소산화물(NOx)과 첨가제를 통해 사용 가능한 암모니아(NH3) 사이에서 산화환원 반응이 발생할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 슬립-촉매기(SC)는, 첨가제를 산화시키도록, 및/또는 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 환원으로 선택적 환원 촉매기(SCR)를 보조하도록 배치되는 촉매기를 의미한다.
따라서, 슬립-촉매기(SC)는, 배기 스트림 내 첨가제를 산화시키도록 배치되고, 배기 스트림내 질소산화물(NOx)의 전여물을 환원할 수 있도록 배치되는 촉매기이다. 보다 상세하게는, 이러한 슬립-촉매기(SC)는 1차적으로는 질소산화물(NOx)을 환원하고, 2차적으로는 첨가제를 산화시키도록 배치될 수 있다. 다르게 말하면, 슬립-촉매기(SC)는 첨가제와 질소산화물(NOx) 모두의 슬립-잔여물을 처리할 수 있다. 이는, 슬립촉매기(SC)가 배기 스트림 내 질소산화물(NOx)을 환원하도록 설정되는 확장형 암모니아 슬립 촉매기(ASC)인 것으로도 설명될 수 있어, 다양한 종류의 슬립을 처리하는, 즉 첨가제와 질소산화물(NOx)을 모두 처리하는 일반적인 다기능 슬립-촉매기(SC)가 획득될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 질소산화물(NOx)을 환원하고 첨가제를 산화시키는 다기능 슬립-촉매기(SC)에서, 예를 들어 적어도 다음의 반응들이 수행될 수 있다.
NH3 + O2 → N2; (vi)
및
NOx + NH3 → N2 + H2O. (vii)
여기서, 식 (vi)에 따른 반응은 암모니아를 포함할 수 있는 첨가제, 예를 들어 첨가제의 잔여물의 산화를 제공한다. 식 (vii)에 따른 반응은 질소산화물(NOx)의 환원을 야기한다.
이에 따라, 첨가제 예컨대 암모니아(NH3), 이소시안산(HNCO), 우레아 또는 이와 유사한 물질의 잔류물이 산화될 수 있다. 이들 첨가제 잔류물 즉 암모니아(NH3), 이소시안산(HNCO), 우레아 또는 이와 유사한 물질의 잔류물이 질소산화물(NOx)을 산화시키는 데에 사용될 수도 있다.
이들 특성들을 얻기 위해, 즉 다기능 슬립-촉매장치를 얻기 위해, 일 실시형태에 따른 슬립-촉매장치는 하나 또는 다수의 물질들이 포함되어 있는 백금 금속(PGM; Platinum Group Metals) 즉 이리듐, 오스뮴, 팔라듐, 플라티늄, 로듐 및 루테늄 중 하나 또는 다수를 포함한다. 슬립-촉매장치는, 백금 그룹 금속들과 유사한 슬립-촉매장치 특성을 발휘하는 하나 또는 다수의 다른 물질들을 포함할 수도 있다. 슬립-촉매장치는 NOx-환원 코팅층도 포함할 수 있다. 여기서, NOx-환원 코팅층은 예를 들어 Cu- 또는 Fe-제올라이트 또는 바나듐을 포함할 수 있다. 제올라이트는 예를 들면 구리(Cu) 또는 철(Fe) 같은 활성 금속(active metal)으로 활성화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매 필터(320)의 환원 특성을 갖는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 촉매 필터(320)의 입구와 관련하여 배치된다. 여기서, 촉매작용이 있는 코팅은 적어도 선택적 환원 촉매기의 환원 특성에 대응하는 환원 특성을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 환원 특성을 갖는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 대신, 촉매 필터(320)의 출구와 관련하여 배치된다. 여기서의 촉매작용이 있는 코팅도, 적어도 선택적 환원 촉매기의 환원 특성에 대응하는 환원 특성을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 촉매 필터(320)의 전체 길이에 걸쳐, 예를 들어 전체 길이에 걸쳐 실질적으로 균질하게 배치되고, 선택적 환원 촉매기(SCR)의 환원 특성에 대응하는 환원 특성을 갖는다. 다르게 말하면, 촉매 필터를 통과하는 배기 스트림(303)은 필터에서 그을음 입자들이 포집 및 산화되는 것과 실질적으로 평행하게, 즉 동시에 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅에 도달한다.
통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법에서 단계들(240, 250)의 순서는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅이 필터의 어느 부분에 배치되는지에 따라 달라진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매 필터에 포함되는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 산화 특성도 갖는다. 다르게 말하면, 이 실시예에 따른 촉매 필터(320)는 환원 특성 및 산화 특성을 모두 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬립-촉매기(SC)가 촉매 필터(320)의 출구와 관련하여 배치된다. 이 경우, 이러한 슬립-촉매기(SC)는 첨가제의 잔여물을 산화시키고, 및/또는 질소산화물(NOx)의 추가적인 환원으로 필터 내 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅을 보조하도록 배치된다.
본 발명에 따른 시스템은, 각각의 실시예에서의 시스템이 각각의 실시예에 대한 전술된 이점을 획득하도록, 위에서 그리고 청구범위에 기재되는 모든 방법 실시예들을 수행하도록 배치될 수 있다.
통상의 기술자는 또한, 전술된 시스템이 본 발명에 따른 방법의 다양한 실시예들에 따라 수정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 배기 스트림 처리 시스템을 포함하는 자동차(100), 예를 들어 트럭 또는 버스와 관련된다.
본 발명이 전술한 본 발명의 실시형태들로 한정되는 것이 아니며, 첨부된 독립 청구항의 범위 내에 속하는 모든 실시형태들을 포함하고, 그러한 모든 실시형태들에 관련된다.

Claims (57)

  1. 연소 기관(301)에서의 연소로부터 생성되는 배기 스트림(303)의 처리 방법에 있어서,
    - 제1 산화 촉매기(310)를 사용한, 상기 배기 스트림 내 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물의 제1 산화(210) 단계;
    - 상기 제1 산화 촉매기(310)의 하류에 배치되는 제1 주입 장치(371)를 사용하여, 상기 배기 스트림(303)으로의 제1 첨가제의 제1 공급(230)을 제어(220)하는 단계로, 상기 제1 공급(230)의 제어(220)는 상기 제1 주입 장치(371)의 하류에 배치되는 촉매 필터(320) 내 그을음 축적이 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 것을 방지하도록 하는 목적으로 수행되며, 상기 그을음 임계값(Sth)은 상기 배기 스트림(303)의 유량 레벨에 영향을 미치는, 연소 기관(301)에 대한 적어도 하나 이상의 작동 조건에 따라 달라지며;
    - 상기 촉매 필터(320)에 포함되는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅의 환원 특성과 상기 제1 첨가제를 사용한, 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240) 단계;
    - 상기 촉매 필터(320)를 사용한, 상기 배기 스트림(303) 내 그을음 입자들의 포집 및 산화(250) 단계; 및
    - 상기 촉매 필터(320)의 하류에 배치되는 제2 주입 장치(372)를 사용하여, 상기 배기 스트림(303)으로의 제2 첨가제의 제2 공급(270)을 제어(260)하는 단계;
    - 상기 제2 주입 장치(372)의 하류에 배치되는 환원 촉매 장치(330)에서, 상기 제1 첨가제 및 제2 첨가제 중 적어도 하나를 사용하여, 상기 배기 스트림(303)내 질소산화물(NOx)을 제2 환원(280)하는 단계를 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320)에서 이산화질소(NO2)에 기초한, 요구되는 그을음 산화가 이루어지도록 하는 것을 목적으로, 상기 제1 공급(230)의 제어가 상기 그을음 임계값(Sth)에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 임계값(Sth)에 기초한 상기 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어(220)는, 상기 촉매 필터(320)에서의 그을음 입자의 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가, 상기 연소 기관(301)에 대한 시간-제한적인 특수 작동 조건들을 제외하고, 상기 촉매 필터에서 사용 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시간-제한적인 특수 작동 조건들은 상기 연소 기관(301)에 대한 과도 작동 조건(transient operating conditions)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  5. 제3항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 입자의 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화탄소(NO2)는, 상기 시간-제한적인 특수 작동 조건들이 존재(prevail)할 때를 제외하고는, 상기 촉매 필터에서 사용 가능하게 때문에, 상기 시간-제한적인 특수 작동 조건은 시간적으로 매우 제한적이어서, 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 상기 그을음 축적이 실질적으로 방지될 수 있는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간-제한적인 특수 작동 조건은, 질소산화물(NOx)의 상기 제1 환원(240)에 그을음 입자들의 상기 산화보다 높은 우선순위가 매겨지는 작동 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간-제한적인 특수 작동 조건은,
    - 증가된 파워 출력과 관련된 작동 조건; 및
    - 냉시동과 관련된 작동 조건, 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  8. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 임계값(Sth)에 기초한, 상기 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어(220)는, 상기 촉매 필터(320)에서의 그을음 입자들의 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가 상기 촉매 필터에서 사용 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 레벨에 영향을 미치는 상기 연소 기관(301)에 대한 상기 하나 또는 여러 작동 조건은,
    - 상기 연소 기관(301)에 대한 엔진 속도;
    - 상기 연소 기관(301)에 의해 방출되는 토크;
    - 상기 연소 기관(301)으로부터의 파워 출력;
    - 상기 연소 기관(301)에 대한 배기가스 재순환 레벨(EGR-레벨);
    - 상기 연소 기관(301)에 의해 사용되는 가스 교환 구성의 기능;
    - 상기 배기 스트림(303)에 가해지는 배기 브레이크의 기능;
    - 상기 연소 기관(301)으로의 공기 흡입에 영향을 주는 입구 댐퍼의 기능; 및
    - 상기 연소 기관(301)의 상태, 중 하나 이상을 포함한다.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    높은 유량 레벨을 야기하는 하나 이상의 작동 조건에는 작은 값, 낮은 유량 레벨을 야기하는 하나 이상의 작동 조건에는 높은 값의 그을음 임계값(Sth)이 할당되도록 하는 방식으로, 상기 하나 이상의 작동 조건에 기초하여 상기 그을음 임계값(Sth)의 결정이 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 레벨은, 상기 그을음 축적이 상기 연소 기관(301)의 연료 소비에 끼치는 영향과 관련된 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 그을음 축적은, 상기 유량 레벨이 낮을 때보다 상기 유량 레벨이 높을 때 상기 연료 소비에 더 큰 영향을 끼치는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공급(230)의 제어(220) 및/또는 상기 제2 공급(270)의 제어(260)는,
    - 상기 연소 기관(301)을 작동시키는 데 사용되는 연료 종류;
    - 상기 연소 기관(301)에 대해 사용된 작동 모드; 및
    - 상기 연료 기관(301)이 작동하는 고도, 중 하나 이상을 포함하는, 하나 이상의 추가적인 작동 조건에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 임계값(Sth)의 결정은 상기 배기 스트림(303)을 처리하도록 배치되는 배기 처리 시스템(350)에 대한 하나 이상의 작동 조건에도 기초하며, 상기 결정은,
    - 상기 촉매 필터(320)의 상태; 및
    - 상기 배기 스트림(303)을 처리하도록 배치되는 배기 처리 시스템(350) 내 하나 이상의 구성 요소들(310, 371, 320, 372, 330, 311)의 상태, 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공급(230)의 제어(220) 및/또는 상기 제2 공급(270)의 제어는, 상기 배기 스트림(303)을 처리하도록 배치되는 배기 처리 시스템(350)에 대한 질소산화물(NOx)의 총 환원에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 임계값(Sth)의 결정은, 상기 연소 기관(301)을 포함하는 차량의 하나 이상의 작동 조건에도 기초하며, 상기 결정은,
    - 상기 차량(100)의 무게;
    - 상기 차량(100)의 사용 유형; 및
    - 운전자에 의해 구동되는 상기 차량(100), 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 임계값(Sth)의 결정은, 상기 촉매 필터(320)에 대한 물리적인 최대 충전 레벨보다 작은 그을음 임계값(Sth)을 야기하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 작동 조건은, 하나 이상의 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 작동 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320)의 하류와 상기 제2 주입 장치(372)의 하류에 배치되는 제2 산화 촉매기(311)를 사용하여, 질소산화물(NO)과 배기 스트림(303) 내 불완전하게 산화된 탄소 화합물 중 하나 이상의 제2 산화가 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 기관(301)은, 상기 촉매 필터(320)가 질소산화물(NOx) 전환에 대해 소정의 성능에 도달하는 정도까지, 상기 제1 산화 촉매기(310)와 상기 촉매 필터(320) 중 적어도 하나를 가열하기 위한 열을 발생시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 주입 장치(371)와 상기 제2 주입 장치(372) 중 하나를 각각 사용한 상기 제1 첨가제의 제1 공급(230) 및 상기 제2 첨가제의 제2 공급(270) 중 적어도 하나는, 상기 첨가제의 침전물이 발생할 위험이 있는 레벨까지 증가하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 주입 장치(371)와 상기 제2 주입 장치(372) 중 하나를 각각 사용한 상기 제1 첨가제의 제1 공급(230) 및 상기 제2 첨가제의 제2 공급(270) 중 적어도 하나가 감소되어, 상기 제1 첨가제와 상기 제2 첨가제 중 적어도 하나의 잔여물이 열에 의해 상기 배기 스트림에서 제거되고, 상기 감소 이후에, 상기 방법을 수행하는 배기 처리 시스템(350)에 대해 요구되는 총 촉매 기능이 제공될 수 있는 경우에 상기 공급의 감소가 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 요구되는 촉매 기능은 상기 연소 기관(301)에 대한 현재 측정된, 모델링된 및/또는 예측된 작동 조건에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  24. 제22항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급의 감소는 상기 공급의 중단을 구성하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어(220)는, 상기 촉매 필터(320)에 대한 하나 또는 여러 특성 및/또는 작동 조건에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어(220)는, 상기 환원 촉매 장치(330)에 대한 하나 이상의 특성 및/또는 작동 조건에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 첨가제의 제2 공급(270)의 제어(220)는, 상기 환원 촉매 장치(330)에 대한 하나 또는 여러 특성 및/또는 작동 조건에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 첨가제의 제2 공급(270)의 제어(220)는, 상기 촉매 필터(320)에 대한 하나 또는 여러 특성 및/또는 작동 조건에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  29. 제25항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320)와 상기 환원 촉매 장치(330) 각각에 대한 특성은,
    - 상기 촉매 필터(320)에 대한 촉매 환원 특성;
    - 상기 촉매 필터(320)에 대한 촉매 환원 특성과 산화 특성;
    - 상기 환원 촉매 장치(330)에 대한 촉매 특성;
    - 상기 촉매 필터(320)에 대한 촉매 종류;
    - 상기 환원 촉매 장치(330)에 대한 촉매 종류;
    - 상기 촉매 필터(320)가 활성인 온도 구간;
    - 상기 제1 환원 촉매 장치(330)가 활성인 온도 구간;
    - 상기 촉매 필터(320)에 대한 암모니아 적용 레벨(coverage level); 및
    - 상기 환원 촉매 장치(330)에 대한 암모니아 적용 레벨, 중 하나 또는 여러 개에 관련되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  30. 제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320)와 상기 환원 촉매 장치(330) 각각에 대한 상기 작동 조건은,
    - 상기 촉매 필터에 대한 온도 대푯값(representation);
    - 상기 환원 촉매 장치(330)에 대한 온도 대푯값;
    - 상기 촉매 필터(320)에 대한 온도 트랜드 대푯값;
    - 상기 환원 촉매 장치(330)에 대한 온도 트랜드 대푯값, 중 하나 또는 여러개에 관련되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 주입 장치(371)를 사용한 상기 제1 첨가제의 제1 공급(230)은, 상기 촉매 필터(320)의 상류의 이산화질소와 질소산화물의 비(NO2_1/NOx_1)의 분포에도 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 촉매 필터(320)는, 상기 촉매 필터(320)에 도달하는 상기 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 제1 환원을 수행하고,
    - 필요 시, 상기 촉매 필터(320)에 도달하는 이산화질소의 제1 양(NO2_1)과 질소산화물의 제1 양(NOx_1) 사이의 비(NO2_1/NOx_1)의 조정(adaptation)이 수행되어, 엔진 및/또는 연소 수단으로 상기 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 능동 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 환원 촉매 장치(330)는, 상기 환원 촉매 장치(330)에 도달하는 질소산화물의 제2 양(NOx_2)의 제2 환원(280)을 수행하며;
    - 필요 시, 상기 환원 촉매 장치(330)에 도달하는 이산화질소의 제2 양(NO2_2)과 질소산화물의 제2 양(NOx_2) 사이의 비(NO2_2/NOx_2)의 조정이 수행되어, 상기 비(NO2_2/NOx_2)에 대한 결정된 값 (NO2_2/NOx_ 2)det에 기초하여, 상기 질소산화물의 제1 양(NOx_1)의 제1 환원(240)의 능동 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 비(NO2_2/NOx_2)에 대한 값은,
    - 측정된 값;
    - 모델링된 값;
    - 예측된 값, 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 산화 촉매기(310) 및/또는 상기 제2 산화 촉매기(311)는 하류에 배치되는 구성 요소들에 대해 열을 생성하는 것을 특징으로 하는, 배기 스트림 처리 방법.
  36. 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 프로그램 코드가 컴퓨터에서 실행될 때, 상기 컴퓨터가 제1항 내지 제35항 중 하나에 따른 방법을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램.
  37. 컴퓨터 프로그램 제품으로,
    컴퓨터 판독가능 매체와 제36항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하며, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터 판독가능 매체에 포함되는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  38. 연소 기관(301)에서의 연소로부터 생성되는 배기 스트림(303)을 처리하도록 배치되는 배기 처리 시스템(350)에 있어서,
    - 상기 배기 스트림(303) 내 질소, 탄소 및 수소 중 하나 이상을 포함하는 화합물을 산화(210)시키도록 배치되는 제1 산화 촉매기(310);
    - 상기 제1 산화 촉매기(310)의 하류에 배치되고, 상기 배기 스트림(303)으로 제1 첨가제를 공급(230)하도록 배치되는 제1 주입 장치(371)로, 상기 제1 주입 장치(371)는, 상기 제1 주입 장치(371)의 하류에 배치되는 촉매 필터(320) 내 그을음 축적이 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 것을 방지하는 목적으로 상기 제1 첨가제를 공급하도록 배치되고, 상기 그을음 임계값(Sth)은 상기 배기 스트림(303)에 대한 유량 레벨에 영향을 미치는 상기 연소 기관(301)에 대한 적어도 하나 이상의 작동 조건에 따라 달라지며;
    - 환원 특성을 갖는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅을 포함하는 입자 필터로 구성되는 상기 촉매 필터(320)로, 상기 촉매 필터(320)는, 상기 제1 첨가제와 상기 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅을 사용하여, 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 어떤 양을 제1 환원(240)하고, 그을음 입자들을 포집 및 산화(250)하도록 배치되며;
    - 상기 촉매 필터(320)의 하류에 배치되고, 상기 배기 스트림(303)으로 제2 첨가제를 공급(270)하도록 배치되는 제2 주입 장치(372); 및
    - 상기 제2 주입 장치(372)의 하류에 배치되고, 상기 제1 첨가제 및 제2 첨가제 중 적어도 하나를 사용하여 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)을 제2 환원(280)하도록 배치되는, 환원 촉매 장치(330)를 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320)에서 이산화질소(NO2)를 기반으로 한 요구되는 그을음 산화가 획득되도록 하는 방식으로, 상기 그을음 임계값(Sth)에 기초하여 상기 공급(230)의 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  40. 제38항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 임계값(Sth)에 기초한 상기 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어(220)는, 상기 촉매 필터(320)에서의 그을음 입자의 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가, 상기 연소 기관(301)의 시간-제한적인 특수 작동 조건을 제외하고, 상기 촉매 필터에서 사용 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 시간-제한적인 특수 작동 조건은 상기 연소 기관(301)에 대한 과도 작동 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  42. 제40항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    그을음 입자의 상기 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가, 상기 시간-제한적인 특수 작동 조건이 존재할 때를 제외하고, 상기 촉매 필터에서 사용 가능하기 때문에, 상기 시간-제한적인 특수 작동 조건은 시간적으로 매우 제한적이므로, 그을음 임계값(Sth)을 초과하는 그을음 축적이 실질적으로 방지될 수 있는 것을 특징을오 하는, 배기 처리 시스템.
  43. 제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간-제한적인 특수 작동 조건은, 그을음 입자들의 상기 산화보다 상기 질소산화물(NOx)의 제1 환원(240)에 더 높은 우선순위가 매겨지는 작동 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  44. 제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시간-제한적인 특수 작동 조건은,
    - 증가된 파워 출력과 관련된 작동 조건; 및
    - 냉시동과 관련된 작동 조건, 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  45. 제38항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그을음 임계값(Sth)에 기초한 상기 제1 첨가제의 제1 공급(230)의 제어는, 상기 촉매 필터(320)에서의 그을음 입자의 상기 산화를 촉진시키는 데 사용될 수 있는 이산화질소(NO2)가 상기 촉매 필터(320)에서 사용 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  46. 제38항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 기관(303)에 대한 작동 조건은, 상기 연소 기관(301)에 대한 현재 측정된, 모델링된, 및/또는 예측된 작동 조건으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  47. 제38항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 촉매 필터(320)의 하류와 상기 제2 주입 장치(372)의 상류에 배치되는 제2 산화 촉매기(311)로, 질소산화물(NO)과 상기 배기 스트림(303) 내 불완전하게 산화된 탄소화합물 중 하나 이상을 산화시키도록 배치되는, 제2 산화 촉매기(311)도 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  48. 제38항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 첨가제와 상기 제2 첨가제 중 적어도 하나는 암모니아, 또는 암모니아가 추출 및/또는 배출될 수 있는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  49. 제38항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환원 촉매 장치(330)는,
    - 선택적 환원 촉매기(SCR),
    - 슬립-촉매기(SC)의 하류에 통합되는 선택적 환원 촉매기(SCR)로, 상기 슬립-촉매기(SC)는 첨가제의 잔여물을 산화시키고 및/또는 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 추가적 환원으로 상기 선택적 환원 촉매기(SCR)를 보조하도록 배치되는, 선택적 환원 촉매기(SCR);
    - 하류에 별도의 슬립-촉매기(SC)가 뒤따르는 선택적 환원 촉매기(SCR)로, 상기 슬립-촉매기(SC)는 첨가제의 잔여물을 산화시키고, 및/또는 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 추가적 환원으로 상기 선택적 환원 촉매기(SCR)를 보고하도록 배치되는, 선택적 환원 촉매기(SCR);
    - 첨가제의 잔여물을 산화시키고 및/또는 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 환원을 수행하도록 배치되는 슬립-촉매기(SC), 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  50. 제38항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320) 내 환원 특성을 갖는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 상기 촉매 필터(320)의 입구와 관련하여 배치되고, 선택적 환원 촉매기(SCR)의 환원 특성과 대응하는 환원 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  51. 제38항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320) 내 환원 특성을 갖는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 상기 촉매 필터(320)의 출구와 관련하여 배치되고, 선택적 환원 촉매기(SCR)의 환원 특성과 대응하는 환원 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  52. 제38항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320) 내 환원 특성을 갖는 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 상기 촉매 필터(320)의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 배치되고, 선택적 환원 촉매기(SCR)의 환원 특성과 대응하는 환원 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  53. 제38항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터(320)의 출구와 관련하여 슬립-촉매기(SC)가 배치되고, 상기 슬립-촉매기(SC)는 첨가제의 잘여물을 산화시키고, 및/또는 상기 배기 스트림(303) 내 질소산화물(NOx)의 추가적 환원으로 상기 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅을 보조하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  54. 제38항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 산화 촉매기(310)는 하류에 배치되는 구성 요소들을 위한 열을 발생하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  55. 제38항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 필터에 포함되는 상기 적어도 부분적으로 촉매작용이 있는 코팅은 산화 특성도 갖는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  56. 제38항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,
    높은 유량 레벨을 야기하는 하나 이상의 작동 조건에 대해서는 작은 값, 낮은 유량 레벨을 야기하는 하나 이상의 작동 조건에 대해서는 큰 값의 그을음 임계값(Sth)이 할당되도록 하는 방식으로, 상기 하나 이상의 작동 조건에 기초하여 상기 그을음 임계값(Sth)을 결정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
  57. 제38항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 스트림(303)의 처리를 위해 배치되는 배기 처리 시스템(350)의 하나 이상의 작동 조건에 기초하여 상기 그을음 임계값(Sth)을 결정하도록 배치되는 배기 처리 시스템으로, 작동 조건은,
    - 상기 촉매 필터(320)의 상태; 및
    - 상기 배기 스트림(303)의 처리를 위해 배치되는 배기 처리 시스템(350) 내 하나 이상의 구성 요소(310, 371, 320, 372, 330, 311)의 상태, 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 처리 시스템.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3066541B1 (fr) * 2017-05-16 2021-06-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de post-traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
WO2019186485A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system including scrf catalyst with oxidation zone
SE542582C2 (en) 2018-10-04 2020-06-09 Scania Cv Ab Control of pre-SCR ammonia dosing based on look-ahead data
JP7103148B2 (ja) * 2018-10-15 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関システム
US10690033B1 (en) * 2019-11-05 2020-06-23 John H. Johnson Aftertreatment systems and methods for treatment of exhaust gas from diesel engine
SE543753C2 (en) * 2019-11-19 2021-07-13 Scania Cv Ab Method and system for diagnosing oxidation of a substance in an exhaust gas stream
EP3985235A1 (en) * 2020-10-13 2022-04-20 Volvo Truck Corporation Method for determining urea feeding in an exhaust gas aftertreatment system, an exhaust gas aftertreatment system and a vehicle comprising an internal combustion engine and an exhaust gas aftertreatment system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090193794A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Caterpillar Inc. Exhaust system implementing SCR and EGR
WO2015048099A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 Cummins Inc. Scr aftertreatment management to mitigate slip events

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3733501A1 (de) 1987-10-03 1989-04-13 Ruhrgas Ag Verfahren zur verminderung von emissionen beim betrieb von stationaeren verbrennungsmotoren
US5120695A (en) 1989-07-28 1992-06-09 Degusaa Aktiengesellschaft (Degussa Ag) Catalyst for purifying exhaust gases from internal combustion engines and gas turbines operated at above the stoichiometric ratio
US5239860A (en) 1991-05-13 1993-08-31 General Motors Corporation Sensor for measuring alcohol content of alcohol/gasoline fuel mixtures
WO2000050874A1 (de) 1999-02-24 2000-08-31 Ruhrgas Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zur messung des brennwertes und/oder des wobbeindexes von brenngas, insbesondere von erdgas
EP1458960B1 (en) 2001-12-20 2011-02-09 Johnson Matthey Public Limited Company Improvements in selective catalytic reduction
US7134273B2 (en) 2002-09-04 2006-11-14 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission control and diagnostics
US6823663B2 (en) 2002-11-21 2004-11-30 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas aftertreatment systems
DE10257113A1 (de) 2002-12-05 2004-06-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Partikelfalle mit beschichteter Faserlage
DE10338628A1 (de) 2003-08-22 2005-03-17 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage
US7213395B2 (en) 2004-07-14 2007-05-08 Eaton Corporation Hybrid catalyst system for exhaust emissions reduction
US7481983B2 (en) 2004-08-23 2009-01-27 Basf Catalysts Llc Zone coated catalyst to simultaneously reduce NOx and unreacted ammonia
US7485272B2 (en) 2005-11-30 2009-02-03 Caterpillar Inc. Multi-stage system for selective catalytic reduction
DE102006011411B3 (de) 2006-03-11 2007-11-29 Argillon Gmbh Katalysator
CN101460720A (zh) 2006-06-13 2009-06-17 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 柴油机催化系统
DE102006031650B4 (de) 2006-07-08 2014-11-20 Man Truck & Bus Ag Anordnung zur Verminderung von Stickoxiden in Abgasen
US20080060348A1 (en) 2006-09-08 2008-03-13 Caterpillar Inc. Emissions reduction system
US20090035194A1 (en) 2007-07-31 2009-02-05 Caterpillar Inc. Exhaust treatment system with an oxidation device for NO2 control
US8166751B2 (en) 2007-07-31 2012-05-01 Caterpillar Inc. Particulate filter
US7799289B2 (en) 2007-07-31 2010-09-21 Caterpillar Inc Exhaust treatment system with NO2 control
FR2922304B1 (fr) 2007-10-12 2009-11-20 Sp3H Dispositif de spectrometrie pour l'analyse d'un fluide
DE102007060623B4 (de) 2007-12-15 2011-04-14 Umicore Ag & Co. Kg Entstickung von Dieselmotorenabgasen unter Verwendung eines temperierten Vorkatalysators zur bedarfsgerechten NO2-Bereitstellung
US8201394B2 (en) 2008-04-30 2012-06-19 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for NOx signal correction in feedback controls of an SCR system
DE102008026191B4 (de) 2008-05-30 2020-10-08 Daimler Ag Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung sowie Verfahren zur Partikel- und Stickoxidverminderung
JP2010096039A (ja) 2008-10-15 2010-04-30 Denso Corp 尿素水噴射量制御装置及び尿素水噴射制御システム
FR2940447B1 (fr) 2008-12-23 2011-10-21 Continental Automotive France Spectrometre miniature embarque dans un vehicule automobile a detecteur de mesure et detecteur de reference unique
FR2940448B1 (fr) 2008-12-23 2011-10-14 Continental Automotive France Guide d'onde perfectionne et spectrometre associe embarque dans un vehicule automobile
US8544260B2 (en) 2008-12-24 2013-10-01 Basf Corporation Emissions treatment systems and methods with catalyzed SCR filter and downstream SCR catalyst
US8844274B2 (en) 2009-01-09 2014-09-30 Ford Global Technologies, Llc Compact diesel engine exhaust treatment system
US8635855B2 (en) 2009-06-17 2014-01-28 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas treatment system including a lean NOx trap and two-way catalyst and method of using the same
DE102009038835A1 (de) 2009-08-25 2011-03-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine
CN110043350A (zh) 2009-12-24 2019-07-23 约翰逊马西有限公司 用于车辆正点火内燃发动机的排气系统
FR2956039B1 (fr) 2010-02-08 2014-08-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de traitement des gaz d'echappement contenant des oxydes d'azote
SE1050161A1 (sv) 2010-02-19 2011-08-20 Scania Cv Ab Arrangemang och förfarande för att reducera kväveoxider i avgaser från en förbränningsmotor
US8139222B2 (en) 2010-03-01 2012-03-20 Gas Technology Institute Pressure controlled spectroscopic heating value sensor
US20140229010A1 (en) 2010-04-09 2014-08-14 Real-Time Analysers, Inc. Method of monitoring and controlling activity involving a fuel composition
SE537927C2 (sv) 2010-04-21 2015-11-24 Scania Cv Ab Metod och system för tillförsel av tillsatsmedel till en avgasström
US8293182B2 (en) 2010-05-05 2012-10-23 Basf Corporation Integrated SCR and AMOx catalyst systems
JP5721346B2 (ja) 2010-05-25 2015-05-20 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
US9528413B2 (en) * 2010-07-30 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Synergistic SCR/DOC configurations for lowering diesel emissions
US9273576B2 (en) * 2010-08-17 2016-03-01 Ford Global Technologies, Llc Method for reducing urea deposits in an aftertreatment system
RU2583374C2 (ru) 2010-09-15 2016-05-10 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Объединенные катализатор удаления просочившегося аммиака и катализатор экзотермического окисления углеводородов
DE102010050312A1 (de) 2010-11-03 2012-05-03 Süd-Chemie AG Ammoniak-Oxidationskatalysator mit geringer N2O Nebenproduktbildung
US8577568B2 (en) 2011-01-06 2013-11-05 Cummins Intellectual Property, Inc. Supervisory thermal management system and method for engine system warm up and regeneration
EP2661546B1 (en) 2011-01-07 2017-06-21 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. Internal combustion engine with exhaust after treatment and its method of operation
JP5351186B2 (ja) 2011-01-25 2013-11-27 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP5366988B2 (ja) 2011-02-09 2013-12-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP5284408B2 (ja) 2011-04-05 2013-09-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
WO2013022516A1 (en) 2011-08-09 2013-02-14 International Engine Intellectual Property Company, Llc Method and system for mitigating n2o output from exhaust gas systems
US9068492B2 (en) 2011-11-04 2015-06-30 Ford Global Technologies, Llc Motor vehicle on-board diagnostics to distinguish degradation from tampering
HRP20211668T1 (hr) * 2011-11-22 2022-02-18 Deutz Aktiengesellschaft Postupak i uređaj za čišćenje ispušnih plinova dizel motora
WO2013095214A1 (en) 2011-12-23 2013-06-27 Volvo Lastvagnar Ab Exhaust aftertreatment system and method for operating the system
WO2013100846A1 (en) 2011-12-28 2013-07-04 Scania Cv Ab Method and system for reduction of deposits in an aftertreatment system
CA2865929A1 (en) 2012-03-02 2013-09-06 Haldor Topsoe A/S Method and system for the removal of noxious compounds from engine exhaust gas
US9162183B2 (en) * 2012-03-06 2015-10-20 Cummins Inc. System and method to manage SCR catalyst NO2/NOX ratio
JP2013189900A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化装置
GB2501703A (en) * 2012-04-30 2013-11-06 Gm Global Tech Operations Inc Method of estimating a variation of a quantity of soot accumulated in a particulate filter
SE538193C2 (sv) * 2012-07-05 2016-03-29 Scania Cv Ab SCR-system och förfarande vid ett SCR-system
GB201213443D0 (en) 2012-07-27 2012-09-12 Perkins Engines Co Ltd Apparatus and method for exhaust gas after treatment
WO2014044318A1 (en) 2012-09-21 2014-03-27 Haldor Topsøe A/S Method and system for the removal of noxious compounds from engine exhaust gas
WO2014149297A1 (en) 2013-02-18 2014-09-25 Cummins Inc. Method and apparatus for managing after treatment temperature
EP2826971A1 (de) 2013-07-17 2015-01-21 DEUTZ Aktiengesellschaft Verfahren zur Verminderung von Stickoxiden in dieselmotorischen Abgasen und Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung des Verfahrens
GB201315892D0 (en) 2013-07-31 2013-10-23 Johnson Matthey Plc Zoned diesel oxidation catalyst
US9140170B2 (en) * 2013-08-27 2015-09-22 GM Global Technology Operations LLC System and method for enhancing the performance of a selective catalytic reduction device
US9228467B2 (en) * 2013-09-10 2016-01-05 GM Global Technology Operations LLC Urea injection controller for a motorized system
WO2015054594A1 (en) 2013-10-11 2015-04-16 Precisive, LLC Systems and methods for pressure differential molecular spectroscopy of compressible fluids
KR101684502B1 (ko) 2013-11-22 2016-12-08 현대자동차 주식회사 배기 가스 정화 장치 및 배기 가스 정화 방법
US9366171B2 (en) * 2014-01-13 2016-06-14 GM Global Technology Operations LLC Method for determining an estimated amount of soot accumulated in a particulate filter of an exhaust gas after-treatment system
DE102014001880A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zum Reinigen von Dieselmotorenabgassen
DE102014019427A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zur Reinigung von Dieselmotorenabgasen
DE102014001879A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
US20150337702A1 (en) 2014-05-23 2015-11-26 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust aftertreatment system with low-temperature scr
US9732646B2 (en) 2015-01-12 2017-08-15 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for opportunistic diesel particulate filter regeneration
DE102015015260A1 (de) 2015-11-26 2017-06-01 Daimler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung mit einer solchen Abgasnachbehandlungseinrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090193794A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Caterpillar Inc. Exhaust system implementing SCR and EGR
WO2015048099A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 Cummins Inc. Scr aftertreatment management to mitigate slip events

Also Published As

Publication number Publication date
EP3341596B1 (en) 2021-07-28
BR112018002020A2 (pt) 2018-09-18
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RU2696654C1 (ru) 2019-08-05
EP3341596A1 (en) 2018-07-04
US10837338B2 (en) 2020-11-17
US20180230877A1 (en) 2018-08-16
KR102097094B1 (ko) 2020-04-03
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CN107923280B (zh) 2021-03-12

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