KR20180089301A - Method for detecting an error in an scr system by means of an ammonia slip - Google Patents

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

The present invention relates to a method of detecting fault in an SCR system of a combustion engine including two SCR catalytic converters of a vehicle by using an ammonia slip. The invention includes two SCR catalytic converters and at least two nitrogen oxide sensors. A first nitrogen oxide sensor is disposed between two SCR catalytic converters and a second nitrogen oxide sensor is arranged downstream of the two SCR catalytic converters. The method includes the steps of: continuously detecting a signal (y_1) on the first nitrogen oxide sensor to calculate an ammonia mass (NH_3z) on the first nitrogen oxide sensor; and performing overdose step (203) by increasing an amount of a reducing agent mass (m_Dos). The converted ammonia mass of the first SCR catalytic converter exceeds the ammonia mass required for the reduction of nitrogen oxides until the ammonia charge level in the first SCR catalytic converter exceeds the maximum ammonia charge level of the first SCR catalytic converter. Thus, a first inspection step for checking the presence of ammonia slip in the first SCR catalytic converter is performed according to the signal of the first nitrogen oxide sensor. If there is ammonia slip in the first SCR catalytic converter, at least a first error detection step of the second SCR catalytic converter is performed.

Description

SCR 시스템에서 암모니아 슬립을 이용한 에러 검출 방법{METHOD FOR DETECTING AN ERROR IN AN SCR SYSTEM BY MEANS OF AN AMMONIA SLIP}METHOD FOR DETECTING AN ERROR IN AN SCR SYSTEM BY MEANS OF AN AMMONIA SLIP [0002]

본 발명은 2개의 SCR 촉매 컨버터를 포함하는 SCR 시스템에서 암모니아 슬립을 이용하여 에러 검출을 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 컴퓨터에서 실행될 때 방법의 각각의 단계를 실행하는 컴퓨터 프로그램뿐 아니라, 컴퓨터 프로그램을 저장하는 기계 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 상기 방법을 실행하도록 구성된 전자 제어 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a method for error detection using ammonia slip in an SCR system comprising two SCR catalytic converters. The present invention also relates to a computer readable storage medium storing a computer program as well as a computer program for executing each step of the method when executed on a computer. Finally, the present invention relates to an electronic control unit configured to execute the method.

자동차 내 내연기관의 배기가스에서 질소산화물(NOx)의 환원을 위한 오늘날 널리 보급된 기술은 선택적 촉매 환원(SCR: Selective-Catalytic-Reduction)이다. SCR 시스템에서, 환원제 용액으로서 상업상 AdBlue®로서도 공지되어 있는 요소수가 계량 투입 모듈(dosing module)을 통해 적어도 하나의 SCR 촉매 컨버터의 상류에서 배기관 내로 분사된다. 요소수에서 생성되는 암모니아는 SCR 촉매 컨버터에서 선택적 촉매 환원 시 질소산화물과 반응하여 원소 질소를 생성한다.In the exhaust gas of automobile internal combustion engine widespread technique today for the reduction of nitrogen oxides (NOx) is a selective catalytic reduction: a (SCR S elective- C atalytic- R eduction). In the SCR system, urea water, also known commercially as AdBlue 占 as a reducing agent solution, is injected through the dosing module into the exhaust pipe upstream of at least one SCR catalytic converter. The ammonia produced in the urea water reacts with nitrogen oxides in SCR catalytic converters during selective catalytic reduction to produce elemental nitrogen.

더욱 엄격한 배출 규정의 도입을 통해, 동일한 배기가스에 작용하는 복수의 SCR 촉매 컨버터가 이용되고 있다. 배기관 내에서 질소산화물 배출량의 감소를 위한 SCR 촉매 컨버터들의 효율이 불충분한 경우, (보통 전자 제어 유닛 내에서 구현되는) 차량 고유의 검사 방법을 이용한 에러 검출이 요구된다. 이런 이유에서, 차량의 정상 모드 동안에는 연속적인 모니터링이 수행된다. Through the introduction of stricter emission regulations, a plurality of SCR catalytic converters acting on the same exhaust gas are used. If the efficiency of the SCR catalytic converters for reducing nitrogen oxide emissions in the exhaust pipe is inadequate, error detection using vehicle specific inspection methods (usually implemented in electronic control units) is required. For this reason, continuous monitoring is performed during the normal mode of the vehicle.

이미 공지된 모니터링 전략의 경우, 예컨대 노후화 또는 손상으로 인한 SCR 촉매 컨버터의 고장에 대한 특징으로서 고려되는 SCR 촉매 컨버터들의 암모니아 저장 능력이 산출된다. 이런 경우, SCR 촉매 컨버터는 먼저 환원제 용액의 과화학량론적 계량 투입(이른바 초과 계량 투입)을 통해 최대 암모니아 충전 레벨에 이를 때까지 충전된다. 최대 암모니아 충전 레벨에 도달되면, 암모니아는 더 이상 SCR 촉매 컨버터에 의해 저장될 수 없고, SCR 촉매 컨버터의 하류에서 순수 암모니아가 유출되는 암모니아 슬립이 발생한다. 질소산화물 센서들은 암모니아에 대해 교차 민감도(cross sensitivity)를 가지며, 그럼으로써 암모니아 슬립이 간접적으로 검출될 수 있으면서 정의된 출발점으로서 이용된다. 이어서, 환원제 용액의 계량 투입이 미량 정도로 감소하거나 차단되며, 그럼으로써 저장된 암모니아는 선택적 촉매 환원을 통해 분해된다. 한편, 예컨대 SCR 촉매 컨버터의 효율이 산출될 수 있고, 이로부터 SCR 촉매 컨버터의 저장 능력을 추론할 수 있다. 이 방법은 원칙적으로 2개의 SCR 촉매 컨버터에 적용될 수 있지만, 환원제 용액의 계량 투입은 상류에 배치된 SCR 촉매 컨버터를 통해 매우 강하게 억제된다.In the case of the already known monitoring strategy, for example, the ammonia storage capacity of the SCR catalytic converters considered as a feature for failure of the SCR catalytic converter due to aging or damage is calculated. In this case, the SCR catalytic converter is first charged through the over-stoichiometric metering (so-called over-metering) of the reducing agent solution to the maximum ammonia charge level. When the maximum ammonia charge level is reached, the ammonia can no longer be stored by the SCR catalytic converter, and an ammonia slip occurs, where pure ammonia flows out downstream of the SCR catalytic converter. Nitrogen oxide sensors have cross sensitivity to ammonia, and thus, ammonia slip can be indirectly detected and used as a defined starting point. Subsequently, the metering addition of the reducing agent solution is reduced or reduced to a negligible extent, so that the stored ammonia is decomposed by selective catalytic reduction. On the other hand, for example, the efficiency of the SCR catalytic converter can be calculated, from which the storage capacity of the SCR catalytic converter can be deduced. Although this method can in principle be applied to two SCR catalytic converters, the metering input of the reducing agent solution is very strongly suppressed by the upstream SCR catalytic converter.

DE 10 2012 202 671 A1호로부터는 2개의 SCR 촉매 컨버터의 진단을 위한 방법이 공지되어 있다. 여기서는 두 SCR 촉매 컨버터의 비움(emptying) 동안 제1 센서의 센서 신호와 제2 센서의 센서 신호의 차이를 토대로 제2 SCR 촉매 컨버터의 노후화 상태가 검출된다.From DE 10 2012 202 671 A1 a method for the diagnosis of two SCR catalytic converters is known. Here, the aging state of the second SCR catalytic converter is detected based on the difference between the sensor signal of the first sensor and the sensor signal of the second sensor during emptying of the two SCR catalytic converters.

DE 10 2012 220 151 A1호는 2개의 SCR 촉매 컨버터의 검사를 위한 방법에 관한 것이다. 여기서 상류에 배치되는 제1 SCR 촉매 컨버터의 검사는, 내연기관 및/또는 시스템의 작동 변수의 변경을 통해 질소산화물 농도가 조절되는 방식으로 수행된다. SCR 촉매 컨버터들 사이에 배치된 센서의 신호가 감쇠하면, 제1 SCR 촉매 컨버터의 저장 능력은 불충분한 것으로 판단된다. 이와 유사하게, 하류에 배치되는 제2 SCR 촉매 컨버터의 검사는, 우선 제1 SCR 촉매 컨버터의 기능성이 검증되고 이어서 다시 내연기관 및/또는 시스템의 작동 변수의 변경을 통해 질소산화물 농도가 조절되는 방식으로 수행된다. 제2 SCR 촉매 컨버터의 하류에 배치되는 센서의 신호가 감쇠하면, 제2 SCR 촉매 컨버터의 저장 능력은 불충분한 것으로 판단된다. DE 10 2012 220 151 A1 relates to a method for the inspection of two SCR catalytic converters. The inspection of the first SCR catalytic converter disposed upstream is carried out in such a manner that the nitrogen oxide concentration is controlled through the change of operating parameters of the internal combustion engine and / or the system. When the signal of the sensor disposed between the SCR catalytic converters is attenuated, the storage capability of the first SCR catalytic converter is judged to be insufficient. Similarly, the inspection of the downstream second SCR catalytic converter can be accomplished by first verifying the functionality of the first SCR catalytic converter and then again modulating the nitrogen oxide concentration through alteration of the operating parameters of the internal combustion engine and / or the system . When the signal of the sensor disposed downstream of the second SCR catalytic converter attenuates, the storage capability of the second SCR catalytic converter is judged to be insufficient.

본원의 방법은 자동차용 내연기관의 SCR 시스템에 관련된다. 이 경우, SCR 시스템은 하나의 공통 배기관 내에 연이어 배치되는 2개의 SCR 촉매 컨버터를 포함한다. 배기가스는 먼저 제1 SCR 촉매 컨버터를 통과하고 그에 이어 제2 SCR 촉매 컨버터로 전달되며, 그럼으로써 두 SCR 촉매 컨버터가 모두 배기가스에 작용하게 된다. 또한, SCR 시스템은, 마찬가지로 상기 배기관 내에 배치되는 2개 이상의 암모니아 센서를 포함한다. 제1 암모니아 센서는 두 SCR 촉매 컨버터 사이에 배치되고, 그곳에서 제1 SCR 촉매 컨버터를 통한 배기가스 후처리 이후의 암모니아 질량을 측정할 수 있다. 제2 암모니아 센서는 두 SCR 촉매 컨버터의 하류에 배치되고, 그곳에서 두 SCR 촉매 컨버터를 통한 배기가스 후처리 이후 암모니아 질량을 측정할 수 있다. 암모니아 농도는, 암모니아 충전 레벨이 각각의 SCR 촉매 컨버터를 위한 최대 암모니아 충전 레벨을 초과할 때 발생하는 암모니아 슬립과 일치한다. 전술한 컴포넌트들은 이 컴포넌트들을 제어하는 하나의 공통 전자 제어 유닛과 연결될 수 있다. 이 방법의 경우, 제1 암모니아 센서의 신호가 계속해서 검출되고 이로부터 제1 암모니아 센서에서의 암모니아 질량이 산출된다.The present method relates to an SCR system of an internal combustion engine for an automobile. In this case, the SCR system includes two SCR catalytic converters arranged in succession in one common exhaust pipe. The exhaust gas is first passed through a first SCR catalytic converter and then to a second SCR catalytic converter, whereby both SCR catalytic converters act on the exhaust gas. Further, the SCR system includes two or more ammonia sensors similarly disposed in the exhaust pipe. A first ammonia sensor is disposed between the two SCR catalytic converters, from which the ammonia mass can be measured after the exhaust after-treatment through the first SCR catalytic converter. A second ammonia sensor is disposed downstream of the two SCR catalytic converters, where it is possible to measure the ammonia mass after the exhaust after-treatment via the two SCR catalytic converters. The ammonia concentration corresponds to the ammonia slip that occurs when the ammonia charge level exceeds the maximum ammonia charge level for each SCR catalytic converter. The components described above may be coupled to one common electronic control unit that controls these components. In this method, the signal of the first ammonia sensor is continuously detected and the mass of ammonia in the first ammonia sensor is calculated therefrom.

능동적 진단(active diagnosis)의 경우, 계량 투입되는 환원제 질량이 증가하고, 달리 말하면 초과 계량 투입이 수행된다. 이 경우, 계량 투입되는 환원제 질량에서 변환된 제1 SCR 촉매 컨버터의 암모니아 질량이 제1 SCR 촉매 컨버터에서의 환원을 위해 필요한 암모니아 질량을 초과한다. 그로 인해, 제1 SCR 촉매 컨버터에는 SCR을 통해 사용될 양보다 더 많은 암모니아 질량이 공급된다. 그 결과로, 제1 SCR 촉매 컨버터에서의 암모니아 충전 레벨이 상승한다. 최대 암모니아 충전 레벨이 초과되면, 암모니아는 이용되지 않고 제1 SCR 촉매 컨버터를 통과하며, 제1 SCR 촉매 컨버터에서 암모니아 슬립이 발생한다. 암모니아 슬립의 발생은, 암모니아 슬립의 존재 여부에 대한 제1 검사 단계 동안, 제1 암모니아 센서의 신호에 따라 검출된다. 특히 암모니아 슬립은, 제1 암모니아 센서에서의 암모니아 질량이 제2 임계값을 초과하는 경우에 검출된다. 마지막으로 제1 SCR 촉매 컨버터에서의 암모니아 슬립이 검출되었다면, 하기에서 설명되는 평가 기준을 통해 제2 SCR 촉매 컨버터의 제1 에러 검출이 수행된다.In the case of active diagnosis, the amount of reducing agent added to the metric is increased, in other words excess metering is performed. In this case, the ammonia mass of the first SCR catalytic converter converted from the metering dosing reducing agent mass exceeds the ammonia mass required for reduction in the first SCR catalytic converter. Thereby, the first SCR catalytic converter is supplied with more ammonia mass than is used through SCR. As a result, the ammonia charge level in the first SCR catalytic converter rises. If the maximum ammonia charge level is exceeded, ammonia is not used and passes through the first SCR catalytic converter, resulting in ammonia slip in the first SCR catalytic converter. The occurrence of the ammonia slip is detected according to the signal of the first ammonia sensor during the first inspection step for the presence of the ammonia slip. In particular, the ammonia slip is detected when the ammonia mass in the first ammonia sensor exceeds a second threshold value. Finally, if the ammonia slip in the first SCR catalytic converter has been detected, the first error detection of the second SCR catalytic converter is performed through the evaluation criteria described below.

선택적으로, 제1 암모니아 센서의 신호가 지속적으로 검출되고 이로부터 제1 암모니아 센서에서의 암모니아 질량이 산출된 후에, 초과 계량 투입 전에, 정규 계량 투입에 대한, 다시 말해 그 매개변수들이 상기 방법에 의해 변경되지 않은 계량 투입에 대한 수동적 진단(passive diagnosis)이 실행된다. 수동적 진단의 경우, 동일하게 암모니아 슬립의 존재 여부에 대한 제2 검사 단계가 제1 암모니아 센서의 신호에 따라 실행된다. 결국 제1 SCR 촉매 컨버터에서의 암모니아 슬립이 검출되었다면, 하기에서 설명되는 평가 기준을 통해 제2 SCR 촉매 컨버터의 제2 에러 검출이 수행된다. 수동적 진단 동안 제2 에러 검출에서 에러가 출력된다면, 초과 계량 투입 단계가 개시되고 능동적 방법이 진행된다.Alternatively, after the signal of the first ammonia sensor is continuously detected and the ammonia mass in the first ammonia sensor is calculated therefrom, before the excess metering input, the parameters for normal metering input, i. E. A passive diagnosis of unmodified dosing is performed. In the case of passive diagnosis, a second inspection step for the presence of the ammonia slip likewise is carried out in accordance with the signal of the first ammonia sensor. Eventually, if ammonia slip in the first SCR catalytic converter is detected, a second error detection of the second SCR catalytic converter is performed through the evaluation criteria described below. If an error is output at the second error detection during passive diagnostics, the excess metering step is initiated and the active method proceeds.

그와 반대로, 수동적 진단 동안, 제2 에러 검출에서 에러가 출력되지 않으면, 초과 계량 투입 단계 및 이에 후속되는 최초에 기재한 능동적 진단의 단계들은 억제된다. 바람직하게는, 이런 경우에, 고스트 카운터(Ghost Counter)가 시작될 수 있다. 고스트 카운터는 능동적 진단의 실행 가능성을 시뮬레이션하며, 능동적 진단을 통해 에러가 검출되었을 수도 있는 시점을 산출한다. 능동적 진단이 현재 작동 주기에서 실행되었을 수도 있다면, IUMPR(사용중 성능비: In-use performance ratio)이 증가한다. 내연기관의 작동 매개변수들 중 적어도 하나가 그와 반대로 나타난다면, 고스트 카운터는 중지되고, 그리고/또는 리셋된다. 이와 관련하여 고려되는 작동 매개변수들은 제2 SCR 촉매 컨버터의 온도 레벨 및 온도 기울기, 제2 SCR 촉매 컨버터를 관류하는 환원제 용액의 질량 유량, 그리고 스위치 온/오프 조건들을 포함한다. 그러므로 고스트 카운터는, 실행된 진단들을 포함하는 작동 주기들을 모든 작동 주기에 비례시킴으로써 어느 정도의 확률로 에러가 검출될 수 있는지를 알려준다. 따라서 이와 관련한 법적 규정들이 준수된다. 특히 이때 IUMPR에 대해 확정된 임계값에 미달되지 않아야 한다.Conversely, during passive diagnosis, if an error is not output at the second error detection, the steps of the excess metering input stage and the first-mentioned active diagnostics following it are suppressed. Preferably, in this case, a ghost counter may be started. The ghost counter simulates the feasibility of active diagnostics and calculates the point at which errors may have been detected through active diagnostics. If active diagnostics may have been performed in the current operating cycle, the IUMPR (in-use performance ratio) increases. If at least one of the operating parameters of the internal combustion engine appears opposite, the ghost counter is stopped and / or reset. Operating parameters considered in this regard include the temperature level and temperature slope of the second SCR catalytic converter, the mass flow rate of the reducing agent solution flowing through the second SCR catalytic converter, and switch on / off conditions. Therefore, the ghost counter indicates how much probability an error can be detected by proportioning the operating cycles including diagnostics executed to all operating cycles. Therefore, legal regulations related to this are observed. In particular, it should not be less than the established threshold for IUMPR.

가능한 평가 기준으로서, 제1 암모니아 센서에서의 암모니아 질량과 제2 암모니아 센서에서의 암모니아 질량 간의 차가 산출될 수 있다. 그에 따라 상기 차는 시간에 걸쳐 적분된다. 적분된 차가 판단 시점에 제3 임계값을 하회한다면, 제2 SCR 촉매 컨버터에서의 에러가 검출되는데, 그 이유는 암모니아가 충분히 제2 SCR 촉매 컨버터에 의해 저장될 수 없기 때문이다. 그렇지 않으면, 제2 SCR 촉매 컨버터에 에러가 없는 것으로 검출된다. 선택적으로, 차의 적분은 사전 설정 가능한 온도 의존적 최댓값으로 정규화된다.As a possible evaluation criterion, a difference between the mass of ammonia in the first ammonia sensor and the mass of ammonia in the second ammonia sensor can be calculated. Whereby the difference is integrated over time. If the integrated difference falls below the third threshold value at the time of the determination, an error in the second SCR catalytic converter is detected because the ammonia can not be sufficiently stored by the second SCR catalytic converter. Otherwise, it is detected that there is no error in the second SCR catalytic converter. Optionally, the integration of the difference is normalized to a preset temperature-dependent maximum value.

그 대안으로, 평가를 위해 차 자체를 이용하는 대신 차의 절댓값이 이용될 수 있다. 이 경우, 에러 검출은 앞에서 설명한 것처럼 수행된다. 특히 제2 SCR 촉매 컨버터의 암모니아 충전 레벨이 상기 SCR 촉매 컨버터에 대한 최대 암모니아 충전 레벨에 매우 가깝거나, 심지어 최대 암모니아 충전 레벨에 도달한 경우에는, 차의 절댓값의 평가가 바람직하다. 이런 경우에, 제2 SCR 촉매 컨버터 내의 최소 온도 변량은 교호적으로 암모니아가 방출된 다음 다시 저장될 수 있게 한다. 각각 산출된 차들(differences)은 절댓값의 계산을 통해 확실한 평가를 가능하게 하는 바뀌는 부호를 갖는다.Alternatively, an absolute value of the difference may be used instead of using the difference itself for evaluation. In this case, error detection is performed as described above. In particular, when the ammonia charge level of the second SCR catalytic converter is very close to the maximum ammonia charge level for the SCR catalytic converter, or even reaches the maximum ammonia charge level, evaluation of the absolute value of the difference is desirable. In this case, the minimum temperature variation in the second SCR catalytic converter alternately allows the ammonia to be released and then stored again. Each calculated difference has a varying sign that allows a reliable evaluation through calculation of the absolute value.

또 다른 가능한 평가 기준으로서, 제1 암모니아 센서의 신호와 제2 암모니아 센서의 신호에서의 상관 계수가 산출될 수 있다. 상관 계수가 제6 임계값을 상회한다면, 제2 SCR 촉매 컨버터에서의 에러가 검출되는데, 그 이유는 충분히 많은 암모니아가 저장되어 있을 수 있는 경우보다 두 신호가 서로 너무 유사하기 때문이다. 상관 계수가 제6 임계값을 상회하지 않으면, 제2 SCR 촉매 컨버터에 에러가 없는 것으로 검출된다. 이 경우에도, 교호적으로 암모니아가 방출된 다음 다시 저장될 수 있는 전술한 현상이 평가될 수 있다. 이 경우, 제1 암모니아 센서의 신호 및 제2 암모니아 센서의 신호가 서로 상이하게 됨으로써 상관 계수가 감소하게 된다.As another possible evaluation criterion, a correlation coefficient between the signal of the first ammonia sensor and the signal of the second ammonia sensor can be calculated. If the correlation coefficient exceeds the sixth threshold, an error in the second SCR catalytic converter is detected because both signals are too similar to each other than when there may be enough ammonia stored. If the correlation coefficient does not exceed the sixth threshold value, it is detected that there is no error in the second SCR catalytic converter. Even in this case, the above-described phenomenon in which ammonia is alternately released and then stored again can be evaluated. In this case, the signals of the first ammonia sensor and the signals of the second ammonia sensor are different from each other, thereby decreasing the correlation coefficient.

두 평가 기준은 각각 그 자체로 볼 때 제2 SCR 촉매 컨버터에 대한 적합한 에러 검출을 증명한다.Both metrics, by themselves, demonstrate proper error detection for the second SCR catalytic converter.

암모니아 슬립의 검출은, 바람직하게는 검사 시 온도 기울기가 제1 임계값 미만으로 감소하는 점이 확인될 경우에 중단될 수 있다. 온도가 하강하면, SCR 촉매 컨버터들 내 새로운 저장 위치들이 비워짐으로써 암모니아 슬립의 발생 확률이 낮아지며, 그 결과 에러 검출이 왜곡될 수도 있다. 그 대안으로, 이런 의존성은 암모니아 슬립의 검출 시에도 예컨대 제2 임계값이 그에 부합하게 조정되는 방식으로 고려될 수 있다.The detection of the ammonia slip can preferably be stopped when it is ascertained that the temperature gradient at the time of inspection is reduced below the first threshold value. When the temperature falls, the probability of occurrence of ammonia slip is lowered by emptying the new storage locations in the SCR catalytic converters, and as a result, the error detection may be distorted. Alternatively, this dependence can be considered in the detection of the ammonia slip, for example, in such a way that the second threshold value is adjusted accordingly.

바람직하게는, 에러 검출은, 제1 암모니아 센서에서의 적분된 암모니아 질량이 제2 임계값을 초과할 때 비로소 수행된다. 따라서, 환원을 위해 제2 SCR 촉매 컨버터에서 이용될 수 있는 암모니아 질량이 신뢰할 수 있을 만큼 충분히 많이 제공되는 점이 보장될 수 있다.Preferably, the error detection is performed only when the integrated ammonia mass in the first ammonia sensor exceeds a second threshold value. Thus, it can be ensured that the ammonia mass which can be used in the second SCR catalytic converter for reduction is provided in a sufficiently large amount to be reliable.

제1 SCR 촉매 컨버터 상에 암모니아 슬립이 존재하고 제1 암모니아 센서에서의 적분된 암모니아 질량이 제3 임계값을 초과한다면, 제1 암모니아 센서의 신호를 통해 암모니아 슬립의 추가 검출이 개시될 수 있다.If there is an ammonia slip on the first SCR catalytic converter and the integrated ammonia mass in the first ammonia sensor exceeds a third threshold, additional detection of the ammonia slip may be initiated via the signal of the first ammonia sensor.

바람직하게는, 능동적 진단의 경우, 제2 암모니아 센서에서의 암모니아 질량이 제4 임계값보다 높으면, 초과 계량 투입 단계가 종료될 수 있다. 제2 암모니아 센서에서의 암모니아 질량 대신 제4 임계값과 직접 비교하기 위해, 암모니아 질량을 적분한 다음 이 적분된 암모니아 질량을 제2 질소산화물 센서에서 적합한 제4 임계값과 비교할 수도 있다. 또한, 그 대신 제2 암모니아 센서에서의 배기가스의 암모니아 농도를 다시 적합한 제4 임계값과 비교할 수 있다. 발생한 암모니아 슬립은 신뢰성 있는 평가를 위해 충분하다. 이제, 환원제의 과도한 사용을 방지하기 위해, 질소산화물의 환원에 필요한 환원제 질량을 계량 투입하는 것으로 충분할 수 있다.Preferably, in the case of active diagnostics, if the ammonia mass in the second ammonia sensor is higher than the fourth threshold, the excess metering step may be terminated. For direct comparison with the fourth threshold instead of the ammonia mass in the second ammonia sensor, the ammonia mass may be integrated and the integrated ammonia mass may then be compared to a suitable fourth threshold in the second nitrogen oxide sensor. Alternatively, the ammonia concentration of the exhaust gas in the second ammonia sensor may instead be compared with a suitable fourth threshold value. The resulting ammonia slip is sufficient for a reliable evaluation. Now, in order to prevent excessive use of the reducing agent, it may be sufficient to meter the reducing agent mass required for the reduction of the nitrogen oxides.

또한, 초과 계량 투입은 능동적 진단 동안 지속적으로 진행되는 것이 아니라, 간헐적으로 수행될 수 있다. 지속적인 계량 투입에 비해, 간헐적인 계량 투입 시에는, 초과 계량 투입의 종료 후 상대적으로 더 적은 암모니아 질량이 추가 평가를 위해 이용될 수 있다. 그로 인해 SCR 시스템의 여기(excitation)가 더 적어짐으로써, 그 결과에 따른 배출량도 더 적어진다.In addition, the over-metering input may be performed intermittently rather than continuously during the active diagnosis. Compared to continuous dosing, during intermittent dosing, a relatively small amount of ammonia mass can be used for further evaluation after the end of the excess metering. As a result, the excitation of the SCR system is reduced, resulting in less emissions.

본원의 컴퓨터 프로그램은, 특히 컴퓨터 또는 제어 유닛 상에서 실행될 때, 본원의 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성된다. 본원의 컴퓨터 프로그램은, 종래의 전자 제어 유닛에서의 구조적 변경을 실행할 필요 없이, 상기 종래 전자 제어 유닛 내에서 본원의 방법의 구현을 가능하게 한다. 이를 위해, 본원의 컴퓨터 프로그램은 기계 판독 가능 저장 매체에 저장된다.The computer program of the present disclosure is configured to execute each step of the method, particularly when executed on a computer or a control unit. The computer program of the present invention enables the implementation of the method in the conventional electronic control unit without the necessity of implementing a structural change in the conventional electronic control unit. To this end, the computer program of the present invention is stored in a machine-readable storage medium.

종래의 전자 제어 유닛에 본원의 컴퓨터 프로그램을 설치함으로써, SCR 시스템 내에서의 에러 검출을 실행하도록 구성된 전자 제어 유닛이 획득된다.By installing the computer program of the present invention in a conventional electronic control unit, an electronic control unit configured to execute error detection in the SCR system is obtained.

본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있으며 하기의 기재내용에서 더 상세하게 설명된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.

도 1은 2개의 SCR 촉매 컨버터와 2개의 암모니아 센서를 포함하여 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 이용하여 에러 검출을 실행할 수 있는 SCR 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2a는 능동적 진단이 구현되는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 도해로 나타낸 흐름도이다.
도 2b는 도 2a의 능동적 진단에 선행되는 수동적 진단이 구현되는 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예를 도해로 나타낸 흐름도의 추가 부분이다.
도 3a는 계량 투입된 환원제 질량, 암모니아 센서들의 신호들, 제1 암모니아 센서에서의 적분된 암모니아 질량, 및 제1 암모니아 센서와 제2 암모니아 센서 상 암모니아 질량들의 적분된 차를 시간에 걸쳐 나타낸 그래프로서, 여기서는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 통해 제2 SCR 촉매 컨버터에 대한 에러가 검출되지 않음을 인지할 수 있다.
도 3b는 계량 투입된 환원제 질량, 암모니아 센서들의 신호들, 제1 암모니아 센서에서의 적분된 암모니아 질량, 및 제1 암모니아 센서와 제2 암모니아 센서에서의 암모니아 질량들의 적분된 차를 시간에 걸쳐 나타낸 그래프로서, 여기서는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 통해 제2 SCR 촉매 컨버터에 대한 에러가 검출됨을 인지할 수 있다.
1 is a schematic diagram illustrating an SCR system capable of performing error detection using one embodiment of a method according to the present invention, including two SCR catalytic converters and two ammonia sensors.
Figure 2a is a flow chart illustrating one embodiment of a method according to the present invention in which active diagnosis is implemented.
Figure 2b is a further portion of a flow chart diagram illustrating another embodiment of a method according to the present invention in which passive diagnostics preceding the active diagnosis of Figure 2a are implemented.
FIG. 3A is a graph showing the integrated difference of the reductant mass, the signals of ammonia sensors, the integrated ammonia mass in the first ammonia sensor, and the ammonia masses on the first ammonia sensor and the second ammonia sensor over time, It can be seen here that no error is detected for the second SCR catalytic converter through one embodiment of the method according to the invention.
FIG. 3B is a graph showing the integrated amount of the reducing agent mass, the signals of the ammonia sensors, the integrated ammonia mass in the first ammonia sensor, and the integrated difference of the ammonia masses in the first ammonia sensor and the second ammonia sensor over time , Where an error is detected for the second SCR catalytic converter through one embodiment of the method according to the present invention.

도 1에는, 제1 SCR 촉매 컨버터(101) 및 제2 SCR 촉매 컨버터(102)를 포함하는, 자동차 내의 미도시한 내연기관의 SCR 시스템(100)이 도시되어 있으며, 이 SCR 시스템에서는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 의해 에러가 검출될 수 있다. 두 SCR 촉매 컨버터(101 및 102)는 배기관(120) 내에 연이어 배치되며, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)는, 두 SCR 촉매 컨버터(101 및 102)의 상류에서 요소수를 배기관(120) 내로 분사하는 계량 투입 모듈(130)에 더 가깝게 배치된다. 또한, SCR 시스템(100)은, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)와 제2 SCR 촉매 컨버터(102) 사이에 배치되어 거기에서 제1 SCR 촉매 컨버터(101)를 통한 배기가스 후처리 후 암모니아 질량을 측정할 수 있는 제1 암모니아 센서(111)와; 제2 SCR 촉매 컨버터(102)의 하류에 배치되어 거기에서 두 SCR 촉매 컨버터(101 및 102)를 통한 배기가스 후처리 후 암모니아 질량을 측정할 수 있는 제2 암모니아 센서(112)를; 포함한다. 상기 2개의 암모니아 센서(111 및 112)뿐 아니라 계량 투입 모듈(130)도 전자 제어 유닛(140)과 연결되어 이 전자 제어 유닛을 통해 제어된다.1, there is shown an SCR system 100 of an internal combustion engine, not shown, in a vehicle, including a first SCR catalytic converter 101 and a second SCR catalytic converter 102, An error can be detected by one embodiment of the following method. Two SCR catalytic converters 101 and 102 are arranged in the exhaust pipe 120 and the first SCR catalytic converter 101 injects urea water upstream of the two SCR catalytic converters 101 and 102 into the exhaust pipe 120 Is closer to the metering input module (130). The SCR system 100 is also disposed between the first SCR catalytic converter 101 and the second SCR catalytic converter 102 so that the ammonia mass thereafter after exhaust gas treatment through the first SCR catalytic converter 101 A first ammonia sensor 111 which can be measured; A second ammonia sensor 112 disposed downstream of the second SCR catalytic converter 102 and capable of measuring the ammonia mass there after exhaust gas treatment through the two SCR catalytic converters 101 and 102; . Not only the two ammonia sensors 111 and 112 but also the metering input module 130 are connected to the electronic control unit 140 and controlled through the electronic control unit.

도 2a에는, 능동적 진단이 구현되는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 개시 시점에, 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)가 검출되며(200), 이로부터 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 산출된다(201).2A, a flow diagram of one embodiment of a method according to the present invention in which active diagnosis is implemented is shown. At the start time, the signal y 1 of the first ammonia sensor 111 is detected 200 and the ammonia mass NH 3 z in the first ammonia sensor 111 is calculated 201 from this signal y 1 .

그에 따라서, 질의 단계(202)에서, 온도 기울기(dT)가 제1 임계값(S1)을 초과하는지가 검사된다. 또 다른 실시예들에서, 질의 단계(202)에서 수동적 진단을 위한 추가 조건들이 검사될 수 있다. 가능한 조건들은 하기와 같다.Accordingly, at query step 202, it is checked whether the temperature slope dT exceeds the first threshold S 1 . In yet other embodiments, additional conditions for passive diagnostics may be examined in query step 202. [ The possible conditions are as follows.

- SCR 시스템(100)의 준비성(readiness);Readiness of the SCR system 100;

- 암모니아 센서들(111 및 112)의 준비성;The readiness of the ammonia sensors 111 and 112;

- 암모니아 센서들(111 및 112)의 신호들(y1 및 y2)의 평가;- evaluation of the signals y 1 and y 2 of the ammonia sensors 111 and 112;

- 배기가스 질량 유량의 평가;- evaluation of exhaust gas mass flow rate;

- SCR 촉매 컨버터들(101 및 102)의 온도 레벨; 및The temperature level of the SCR catalytic converters 101 and 102; And

- SCR 촉매 컨버터들(101 및 102)의 모델링된 암모니아 충전 레벨.The modeled ammonia charge level of the SCR catalytic converters 101 and 102;

상기 조건들 중 적어도 하나의 조건이 충족되지 않는다면, 모든 조건들이 충족될 때까지 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)의 검출(200)은 계속된다.If at least one of the conditions is not met, the detection (200) of the signal y 1 of the first ammonia sensor 111 continues until all conditions are met.

질의 단계(202)에서 검사되는 모든 조건이 충족된다면, 이어서 배기관(120) 내로 계량 투입되는 환원제 질량(mDos)이 증가함으로써 SCR 시스템(100)의 초과 계량 투입 단계(203)가 실행되는 능동적 진단이 수행된다. 초과 계량 투입 단계(203)는, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)의 변환된 암모니아 질량이 질소산화물의 환원을 위해 필요한 암모니아 질량을 초과하도록 조절된다. 이 경우, 초과 계량 투입 단계(203)는 실시예 및 작동 조건들에 따라서 지속적으로 또는 간헐적으로 실행된다. 그에 따라, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서의 암모니아 충전 레벨은 제1 SCR 촉매 컨버터(101)의 최대 암모니아 충전 레벨을 초과할 때까지 상승한다. 이와 같다면, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서 암모니아 슬립이 발생한다.If all of the conditions checked in the query step 202 are met then an active diagnostic is performed in which the excess metering input step 203 of the SCR system 100 is executed by increasing the reducing agent mass m ds dosed into the exhaust pipe 120 Is performed. The excess metering input step 203 is adjusted so that the converted ammonia mass of the first SCR catalytic converter 101 exceeds the ammonia mass required for the reduction of nitrogen oxides. In this case, the excess metering input step 203 is executed continuously or intermittently according to the embodiment and the operating conditions. As a result, the ammonia charge level in the first SCR catalytic converter 101 rises until it exceeds the maximum ammonia charge level of the first SCR catalytic converter 101. In this case, ammonia slip occurs in the first SCR catalytic converter 101.

상기 암모니아 슬립은, 암모니아 슬립의 존재 여부에 대한 제1 검사 단계(204)에서, 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)에 따라서 검출된다. 이를 위해, 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)로부터 검출된(201), 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 제2 임계값(S2)과 비교된다. 상기 암모니아 질량(NH3z)이 제2 임계값(S2)을 초과하면, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서의 암모니아 슬립이 검출된다. 다른 실시예들에서는 암모니아 슬립의 검출을 위한 다른 방법이 적용될 수 있다.The ammonia slip is detected according to a signal y 1 of the first ammonia sensor 111 in a first checking step 204 of the presence of ammonia slip. To this end, the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor 111 detected 201 from the signal y 1 of the first ammonia sensor 111 is compared with the second threshold value S 2 do. When the ammonia mass (NH 3 z) exceeds the second threshold value (S 2 ), the ammonia slip in the first SCR catalytic converter (101) is detected. In other embodiments, other methods for detection of ammonia slip may be applied.

암모니아 슬립이 검출된다면, 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 적분된다(205). 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)은 이어서 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에 대한 에러 검출을 위해 이용된다. 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3)을 초과하는지에 대한 제1 검사 단계(206)가 실행된다. 만일 초과한다면, 이로부터 제2 SCR 촉매 컨버터(102)에 에러 검출을 실행할 정도로 충분한 암모니아가 이용될 수 있다고 가정된다. 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3) 미만이거나, 또는 제3 임계값(S3)과 같다면, 본원의 방법은 반복된다.If the ammonia slip is detected, the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor 111 is integrated (205). The integrated ammonia mass? NH 3 z is then used for error detection for the first SCR catalytic converter 101. A first checking step 206 is performed as to whether the integrated ammonia mass? NH 3 z in the first ammonia sensor 111 exceeds the third threshold value S 3 . If it is exceeded, it is assumed that enough ammonia can be utilized from this to the second SCR catalytic converter 102 to effect error detection. The integral mass ammonia (∫NH z 3) is below the third threshold (S 3), or if it is the same as the third threshold (S 3), is the iterative method of the present application.

검사 단계(207)에서 제2 질소산화물 센서(112)에서의 암모니아 질량(NH3n)이 제4 임계값을 초과하면, 이 지점에서 초과 계량 투입 단계(203)는 종료되고(207), 계량 투입되는 환원제 질량(mDos)이 필요한 양으로 감소한다. 또 다른 실시예에서는 암모니아 질량 대신, 제2 질소산화물 센서(112)에서의 적분된 암모니아 질량이 검사 단계(207)를 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 제2 질소산화물 센서(112)에서의 배기가스의 암모니아 농도가 검사 단계(207)를 위해 사용될 수 있다. 제4 임계값은 이들 경우에 상응하게 조정된다.When ammonia by weight in the second NOx sensor 112 in the testing step 207 (NH 3 n) is greater than the fourth threshold, greater than quantitative In step 203 at this point is terminated (207), the metering The reducing agent mass (m Dos ) is reduced to the required amount. In yet another embodiment, instead of the ammonia mass, the integrated ammonia mass at the second nitrogen oxide sensor 112 may be used for the inspection step 207. In yet another embodiment, the ammonia concentration of the exhaust gas in the second nitrogen oxide sensor 112 may be used for the checking step 207. The fourth threshold value is correspondingly adjusted in these cases.

암모니아 존재 여부에 대한 제1 검사 단계(204)의 결과뿐 아니라, 본 실시예에서는 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3)을 초과하는지에 대한 제1 검사 단계(206)의 결과도 긍정적이라면, 제1 에러 검출 단계(210)가 개시된다.In this embodiment, the integrated ammonia mass? NH 3 z in the first ammonia sensor 111 corresponds to the third threshold value S 3 as well as the result of the first checking step 204 on the presence or absence of ammonia If the result of the first checking step 206 as to whether it is exceeded is also positive, the first error detection step 210 is initiated.

이와 동시에, 본 발명에 따른 방법의 실시형태에 따라서, 선택 기준이 선택된다. 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)과 제2 암모니아 센서(112)에서의 암모니아 질량(NH3n)의 적분된 차(∫D)가 하기 공식 1에 따라서 계산된다(209a).At the same time, according to an embodiment of the method according to the invention, a selection criterion is selected. In an embodiment of the method according to the present invention, the integrated difference (?) Between the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor (111) and the ammonia mass (NH 3 n) in the second ammonia sensor D) is calculated according to the following formula 1 (209a).

Figure pat00001
(공식 1).
Figure pat00001
(Formula 1).

이에 이어서, 제2 SCR 촉매 컨버터(102)의 제1 에러 검출 단계(210)는 선택 기준을 통해 수행된다. 적분된 차(∫D)가 제5 임계값(S5)을 하회한다면, 에러(211)가 출력되는데, 그 이유는 암모니아가 제2 SCR 촉매 컨버터(102)에 의해 충분하게 저장될 수 없기 때문이다. 적분된 차(∫D)가 제5 임계값(S5)을 상회하거나, 또는 제5 임계값(S5)과 같다면, 에러 없음(212)이 출력된다.Following this, the first error detection step 210 of the second SCR catalytic converter 102 is performed through a selection criterion. If the integrated difference D is below the fifth threshold S 5 , an error 211 is output because ammonia can not be sufficiently stored by the second SCR catalytic converter 102 to be. If the integrated difference? D is above the fifth threshold S 5 or equal to the fifth threshold S 5 , no error 212 is output.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시형태에서, 제1 암모니아 센서(112)의 신호(y1)와 제2 암모니아 센서의 신호(y2)에서의 상관 계수(E)는 하기 공식 2에 따라서 계산된다(209b).In still another embodiment of the method according to the present invention, the first ammonia signal (y 1) and the correlation coefficient (E) of the signal (y 2) of the second ammonia sensor in the sensor 112 to calculate according to formula 2 (209b).

Figure pat00002
(공식 2)
Figure pat00002
(Formula 2)

상관 계수는, 판단 시점(tE)까지 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)와 제2 암모니아 센서(112)의 신호(y2)가 얼마나 유사한지를 보여준다. 이에 이어서, 제2 SCR 촉매 컨버터(102)의 제1 에러 검출 단계(209)는 선택 기준을 통해 수행된다. 상관 계수가 제6 임계값(S6)을 상회한다면, 에러(210)가 출력되는데, 그 이유는, 충분히 많은 암모니아가 저장되었을 수 있는 경우보다 두 신호(y1 및 y2)가 너무 유사하기 때문이다. 상관 계수가 제6 임계값(S6)을 하회하거나, 또는 제6 임계값(S6)과 같다면, 에러 없음(211)이 출력된다.The correlation coefficients, shows how determination signal (y 2) is similar to how the signal (y 1) and a second ammonia sensor 112 of the first ammonia sensor (111) and the time (t E). Following this, the first error detection step 209 of the second SCR catalytic converter 102 is performed through a selection criterion. If the correlation coefficient exceeds the sixth threshold S 6 , an error 210 is output, since both signals y 1 and y 2 are too similar to the case where enough ammonia may have been stored Because. Correlation coefficient is smaller than the sixth threshold value (S 6), or a sixth surface equal to a threshold (S 6), no error (211) is output.

여기서 유념할 사항은, 선택 기준의 계산 단계(209a 및 209b)가 암모니아 질량(NH3z)의 적분 단계(205), 및 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3)을 초과하는지에 대한 검사 단계(206)와 동시에 수행된다는 점이다.It should be noted that the calculation steps 209a and 209b of the selection criterion are different from the integration step 205 of the ammonia mass NH 3 z and the integrated ammonia mass ∫NH 3 z in the first ammonia sensor 111 ) Is greater than the third threshold value (S 3 ).

도 2a에서 파선으로 도시된 전이 위치(1)는, 능동적 진단에 선행되는 수동적 진단의 또 다른 실시예로서 도 2에 도시된 흐름도와의 연결을 나타낸 것이다.The transition position (1) shown by the dashed line in Fig. 2A shows the connection with the flowchart shown in Fig. 2 as another embodiment of the passive diagnosis preceding the active diagnosis.

도 2b에는, 처음에, 능동적 진단과 유사하게, 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)가 검출되며(200), 이로부터 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 산출된다(201). 그에 따라서, 마찬가지로 질의 단계(202)에서, 온도 기울기(dT)가 제1 임계값(S1)을 초과하는지가 검사된다. 동일하게, 또 다른 실시예들에서, 질의 단계(202)에서 수동적 진단에 대한 추가 조건들이 검사될 수 있다. 상기 조건들은 능동적 진단에 대해 전술한 조건들에 상응한다. 도 2a에서와 동일한 참조부호들은 그 단계들이 서로 상응한다는 점을 의미한다. 그러므로 앞에서 열거한 3개의 단계(200, 201 및 202)는 능동적 진단으로부터도 차용될 수 있으므로 그에 대한 설명을 참조한다.2B, firstly, a signal y 1 of the first ammonia sensor 111 is detected (200) similar to the active diagnosis, from which the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor 111 (201). Accordingly, similarly, in query step 202, it is checked whether the temperature slope dT exceeds the first threshold S 1 . Likewise, in still other embodiments, additional conditions for passive diagnostics may be examined in query step 202. [ These conditions correspond to the conditions described above for active diagnosis. The same reference numerals as in Fig. 2A indicate that the steps correspond to each other. Therefore, the three steps (200, 201, and 202) listed above can also be borrowed from active diagnostics, so see the discussion there.

수동적 진단의 경우, 계량 투입의 작동 매개변수들은 변경되지 않으며, 이런 점에서 정규 계량 투입이 실행된다. 암모니아 슬립의 존재 여부에 대한 제2 검사 단계(220)는, 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)에 따라서 수행된다. 이 경우, 마찬가지로 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 제2 임계값(S2)과 비교된다. 제2 임계값(S2)은 수동적 진단의 경우 능동적 진단과 상이하게 선택될 수 있는데, 그 이유는 계량 투입된 환원제 질량도 상이하기 때문이다. 이와 유사하게, 암모니아 질량(NH3z)이 제2 임계값(S2)을 초과하면, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서의 암모니아 슬립이 검출된다. 이 경우에도, 다른 실시예들에서는 암모니아 슬립을 검출하기 위해 다른 방법이 적용될 수 있다.In the case of manual diagnosis, the operating parameters of the metering dosing are not changed, and normal metering dosing is performed at this point. A second checking step 220 for the presence of an ammonia slip is performed according to the signal y 1 of the first ammonia sensor 111. In this case, similarly, the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor 111 is compared with the second threshold value S 2 . The second threshold value (S 2 ) can be chosen differently from the active diagnosis in the case of passive diagnosis, since the metering doses of the reducing agent also differ. Similarly, when the ammonia mass (NH 3 z) exceeds the second threshold value (S 2 ), the ammonia slip in the first SCR catalytic converter 101 is detected. Again, other methods may be applied to detect ammonia slip in other embodiments.

암모니아 슬립이 검출된다면, 동일한 방식으로 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 적분된다(221). 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)은 일반적으로 능동적 진단에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)과 구분되며, 대개 더 적은 상태로 나타난다. 그리고 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3)을 초과하는지에 대한 제2 검사 단계(222)가 실행되며, 여기서 제3 임계값(S3)은 마찬가지로 그에 부합하게 조정된다. 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3) 미만이거나, 또는 제3 임계값(S3)과 같다면, 본원의 방법은 반복된다.If the ammonia slip is detected, the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor 111 is integrated (221) in the same manner. The integrated ammonia mass (∫NH 3 z) is generally distinguished from the integrated ammonia mass (∫NH 3 z) in active diagnostics and usually appears to be less. And a second checking step 222 is performed to determine whether the integrated ammonia mass? NH 3 z in the first ammonia sensor 111 exceeds a third threshold value S 3 , wherein the third threshold value? (S 3 ) are similarly adjusted accordingly. The integral mass ammonia (∫NH z 3) is below the third threshold (S 3), or if it is the same as the third threshold (S 3), is the iterative method of the present application.

암모니아 존재 여부에 대한 제2 검사 단계(221)의 결과뿐 아니라, 본 실시예에서는 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3)을 초과하는지에 대한 제2 검사 단계(222)의 결과도 긍정적이라면, 제2 에러 검출 단계(224)가 개시된다. 본 발명에 따른 방법의 실시형태에 따라서 선택 기준이 선택된다. 능동적 진단에서처럼, 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)과 제2 암모니아 센서(112)에서의 암모니아 질량(NH3z)의 적분된 차(∫D)가 공식 1에 따라서 계산되거나(223a), 또는 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)와 제2 암모니아 센서(112)의 신호(y2)에서의 상관 계수(E)가 공식 2에 따라서 계산된다(223b).In this embodiment, the integrated ammonia mass? NH 3 z in the first ammonia sensor 111 corresponds to the third threshold value S 3 as well as the result of the second checking step 221 on the presence or absence of ammonia If the result of the second checking step 222 as to whether it is exceeded is also positive, the second error detection step 224 is initiated. A selection criterion is selected according to an embodiment of the method according to the invention. As in the active diagnosis, the integrated difference (D) of the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor (111) and the ammonia mass (NH 3 z) in the second ammonia sensor (112) calculated or (223a), or the first correlation coefficient (E) of the signal (y 2) of the signal (y 1) and a second ammonia sensor 112 of the ammonia sensor (111) is calculated according to formula 2 (223b ).

이에 이어서, 선택 기준에 따라서, 제2 에러 검출 단계(224)가 수행된다. 수동적 진단과 유사하게, 적분된 차(∫D)가 제5 임계값(S5)을 하회하거나, 또는 상관 계수(E)가 제6 임계값(S6)을 상회한다면, 에러(225)가 출력된다. 그런 경우가 아니라면, 에러 없음(226)이 출력된다.Following this, in accordance with the selection criteria, a second error detection step 224 is performed. Similar to the passive diagnosis, if the integrated difference? D is below the fifth threshold S 5 or if the correlation coefficient E exceeds the sixth threshold S 6 , . If this is not the case, no error 226 is output.

수동적 진단에서 에러(225)가 출력된다면, 도 2b에 도시된 능동적 진단이 전이 위치(1)에서부터 실행되며, 다시 말하면 초과 계량 투입 단계(203)가 수행된다. 그렇지 않으면, 초과 계량 투입 단계(203)의 실행과 그에 후속하는 도 2a에서의 능동적 진단의 단계들은 억제된다.If an error 225 is output in the passive diagnosis, the active diagnosis shown in FIG. 2B is executed from the transition position 1, that is, the excess metering injection step 203 is performed. Otherwise, the execution of the excess metering input step 203 and the subsequent steps of active diagnosis in FIG. 2A are suppressed.

도 2b에 도시된 실시예에서, 수동적 진단에서 에러 없음(226)이 출력됨에 따라, 고스트 카운터(227)가 시작된다. 이런 경우들을 위해, 고스트 카운터(227)는, 능동적 진단이 에러를 검출했을 수도 있는 시점을 산출하기 위해 이용된다. 능동적 진단이 현재 작동 주기에서 실행되었을 수도 있다면, IUMPR(사용중 성능비)은 증가한다. 내연기관의 작동 매개변수들 중 적어도 하나의 작동 매개변수가 그와 반대로 나타난다면, 고스트 카운터(227)는 중지되고, 그리고/또는 리셋된다. 고스트 카운터(227)는 진단을 포함하는 작동 주기들을 모든 작동 주기에 비례시키고, 그에 따라 에러가 검출될 확률을 알려준다.In the embodiment shown in FIG. 2B, as no error 226 is output in the passive diagnosis, the ghost counter 227 is started. For these cases, the ghost counter 227 is used to calculate the point in time when the active diagnostic may have detected an error. If active diagnostics may have been performed in the current operating cycle, the IUMPR (in-use performance ratio) increases. If at least one of the operating parameters of the internal combustion engine appears opposite, the ghost counter 227 is stopped and / or reset. The ghost counter 227 will proportion the operating cycles including diagnostics to all operating cycles, thereby indicating the probability that an error will be detected.

도 3a 및 도 3b에는, 능동적 진단에 대해 시간(t)에 걸쳐, 계량 투입된 환원제 질량(mDos), 암모니아 센서들의 신호들(y1 및 y2), 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z), 및 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)과 제2 암모니아 센서(112)에서의 암모니아 질량(NH3n)의 적분된 차(∫D)의 그래프가 각각 도시되어 있다. 계량 투입된 환원제 질량(mDos)은 초과 계량 투입 단계(203) 동안 증가한다. 그 결과, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서 발생하는 암모니아 슬립에 의해, 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)은, 암모니아 슬립의 존재 여부에 대한 제1 검사 단계(204)에서 이 사실이 확인될 때까지, 증가한다. 본 도면들에서는, 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 제2 임계값(S2)을 초과하는지의 여부 또는 그 시점이 확인되는 방식으로, 암모니아 슬립의 존재 여부에 대한 제1 검사 단계(204)가 수행된다. 암모니아 슬립이 존재한다면, 바로 초과 계량 투입 단계(203)가 종료된다(208).3a and 3b show the results of the measurement of the reductant mass (m Dos ), the signals of the ammonia sensors (y 1 and y 2 ), the integration at the first ammonia sensor 111 (∫NH 3 z) of the first ammonia sensor 111 and the integrated difference (∫NH 3 z) between the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor 111 and the ammonia mass (NH 3 n) in the second ammonia sensor 112 D are shown respectively. The metered dose of reducing agent mass (m Dos ) increases during the excess metering dosing step (203). As a result, by the ammonia slip generated in the first SCR catalytic converter 101, the integrated ammonia mass? NH 3 z in the first ammonia sensor 111 can be detected by the first inspection for the presence or absence of ammonia slip Until this fact is confirmed at step 204. [ In the figures, the presence or absence of ammonia slip is determined in such a manner that whether or not the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor 111 exceeds the second threshold value S 2 A first checking step 204 is performed. If there is an ammonia slip, the excess metering step 203 ends (208).

이런 경우, 유일하게 적분된 차(∫D)만이 선택 기준으로서 이용된다. 도 4a에는, 에러 없음(211)이 검출되는 사례가 도시되어 있다. 적분된 차(∫D)는 도시된 것처럼 판단 시점(tE)에서 제5 임계값(S5)을 상회한다. 이와 반대로, 도 4b에서는, 에러(210)가 검출되는 사례가 도시되어 있다. 적분된 차(∫D)는 도시된 것처럼 판단 시점(tE)에 제5 임계값(S5)을 하회한다.In this case, only the integrated difference? D is used as the selection criterion. In Fig. 4A, an example in which no error 211 is detected is shown. The integrated difference? D is greater than the fifth threshold S 5 at the determination time t E as shown. In contrast, in FIG. 4B, an example in which an error 210 is detected is shown. The integrated difference? D is below the fifth threshold S 5 at the determination time t E as shown.

Claims (14)

2개의 SCR 촉매 컨버터(101, 102)와 2개 이상의 암모니아 센서(111, 112)를 포함하는, 자동차용 내연기관의 SCR 시스템(100)에서 에러 검출을 위한 방법으로서, 제1 암모니아 센서(111)는 두 SCR 촉매 컨버터(101, 102) 사이에 배치되고, 제2 암모니아 센서(112)는 두 SCR 촉매 컨버터(101, 102)의 하류에 배치되며,
능동적 진단을 위해, 상기 방법은,
I. 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)를 지속적으로 검출하는 검출 단계(200)와;
II. 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)을 산출하는 산출 단계(201)와;
III. 계량 투입되는 환원제 질량(mDos)의 증가를 통해 초과 계량 투입하는 초과 계량 투입 단계로서, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서의 암모니아 충전 레벨이 상기 제1 SCR 촉매 컨버터(101)의 최대 암모니아 충전 레벨을 초과할 때까지, 상기 제1 SCR 촉매 컨버터(101)의 변환된 암모니아 질량이 질소산화물의 환원을 위해 필요한 암모니아 질량을 초과하는, 초과 계량 투입 단계(203)와;
IV. 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)에 따라 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서 암모니아 슬립이 존재하는지를 검사하는 제1 검사 단계(204)와;
V. 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서 암모니아 슬립이 존재한다면, 평가 기준을 통해 적어도 제2 SCR 촉매 컨버터(102)의 에러를 검출하는 제1 에러 검출 단계(209);를 포함하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.
A method for error detection in an SCR system (100) of an internal combustion engine for an automotive vehicle, comprising two SCR catalytic converters (101, 102) and two or more ammonia sensors (111, 112) Is disposed between the two SCR catalytic converters 101 and 102 and the second ammonia sensor 112 is disposed downstream of the two SCR catalytic converters 101 and 102,
For active diagnosis,
I. a detection step (200) of continuously detecting the signal (y 1 ) of the first ammonia sensor (111);
II. A calculation step (201) of calculating the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor (111);
III. And an excess metering input step of inputting an excess metering through an increase of a reducing agent mass (m Dos ) to be metered in, wherein an ammonia filling level in the first SCR catalytic converter (101) is higher than a maximum ammonia filling , Wherein the converted ammonia mass of the first SCR catalytic converter (101) exceeds the ammonia mass required for the reduction of nitrogen oxides until the first SCR catalytic converter (101) level is exceeded.
IV. A first checking step (204) of checking whether ammonia slip exists in the first SCR catalytic converter (101) according to the signal (y 1 ) of the first ammonia sensor (111);
V. A first error detection step (209) for detecting an error in at least a second SCR catalytic converter (102) via an evaluation criterion if ammonia slip is present in the first SCR catalytic converter (101). In the error detection method.
제1항에 있어서, 방법 단계 II 이후 및 방법 단계 III 이전에 추가로,
- 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)에 따라서, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서 암모니아 슬립이 존재하는지를 검사하는 제2 검사 단계(220)와;
- 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서 암모니아 슬립이 존재한다면, 평가 기준을 통해 적어도 제2 SCR 촉매 컨버터(102)의 에러를 검출하는 제2 에러 검출 단계(224)와;
- 상기 제2 에러 검출 단계(224)에서 에러 없음(226)가 출력되면, 상기 방법 단계 III 내지 V를 억제하는 억제 단계;를 포함하는,
정규 계량 투입을 위한 수동적 진단이 수행되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.
2. The method of claim 1, wherein after step II of the method and before step III of the method,
- a second checking step (220) of checking whether there is ammonia slip in the first SCR catalytic converter (101) according to the signal (y 1 ) of the first ammonia sensor (111);
- a second error detection step (224) for detecting an error in at least the second SCR catalytic converter (102) via an evaluation criterion if ammonia slip is present in the first SCR catalytic converter (101);
- suppressing the method steps III-V if no error 226 is output in the second error detection step 224,
Wherein a passive diagnosis for a regular metering input is performed.
제2항에 있어서, 상기 수동적 진단 동안 제2 에러 검출 단계(224)에서 에러 없음(226)이 출력되면, 고스트 카운터(227)가 시작되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.3. The method of claim 2, wherein the ghost counter (227) is started when no error (226) is output in the second error detection step (224) during the passive diagnosis. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 기준을 위해 제1 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)과 제2 암모니아 센서(112)에서의 암모니아 질량(NH3n) 간의 차(D)가 산출되고, 상기 차(D)는 시간(Δt)에 걸쳐 적분되며, 상기 적분된 차(∫D)가 판단 시점(tE)에 제5 임계값(S5)을 하회한다면 제2 SCR 촉매 컨버터(102)에서의 에러(210, 225)가 검출되고, 상기 적분된 차(∫D)가 판단 시점(tE)에 제5 임계값(S5)을 상회하거나, 또는 제5 임계값(S5)과 같다면 제2 SCR 촉매 컨버터(102)에서 에러 없음(211, 226)이 검출되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the ammonia mass (NH 3 z) in the first ammonia sensor (111) and the ammonia mass (NH 3 n) in the second ammonia sensor , The difference D is integrated over a time period t and the integrated difference D is multiplied by a fifth threshold value S 5 at a determination time t E If errors 210 and 225 in the second SCR catalytic converter 102 are detected and the integrated difference D is above the fifth threshold S 5 at the determination time t E , (211, 226) is detected in the second SCR catalytic converter (102) if the second threshold value (S 5 ) is equal to the fifth threshold value (S 5 ). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 기준을 위해, 제1 암모니아 센서(111)의 신호(y1)와 제2 암모니아 센서(112)의 신호(y2)에 기반한 상관 계수(E)가 산출되며, 상기 상관 계수(E)가 판단 시점(tE)에 제6 임계값(S6)을 상회한다면 제2 SCR 촉매 컨버터(102)에서의 에러(210, 225)가 검출되고, 상관 계수(E)가 판단 시점(tE)에 제6 임계값(S6)을 하회하거나, 또는 제6 임계값(S6)과 같다면, 제2 SCR 촉매 컨버터(102)에서 에러 없음(211, 226)이 검출되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.Any one of claims 1 to A method according to any one of claim 3, wherein for the evaluation criteria, the signal of the first ammonia sensor (111) (y 1) and the correlation coefficient based on the signal (y 2) of the second ammonia sensor 112 (210, 225) in the second SCR catalytic converter 102 is detected when the correlation coefficient E is above the sixth threshold S 6 at the determination time t E and correlation coefficient (E) an error in the determined time (t E) a sixth threshold (S 6) a lower than, or the sixth threshold value (S 6), and the 2 SCR catalytic converter (102) plane as the (211, 226) are detected in the SCR system. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 SCR 촉매 컨버터(101)에서의 암모니아 슬립의 존재 여부에 대한 검사 단계(204, 220)에서, 상기 제1 SCR 촉매 컨버터의 하류에서 후속하는 암모니아 센서(111)에서의 암모니아 질량(NH3z)이 제2 임계값(S2)을 상회하는 경우, 암모니아 슬립이 검출되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the checking step (204, 220) for the presence of ammonia slip in the first SCR catalytic converter (101) mass ammonia (NH 3 z) is the second threshold value when exceeding the (S 2), the error detection method for, SCR system, characterized in that the ammonia slip is detected in the ammonia sensor (111) for. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 검사 단계(202)에서, 온도 기울기(dT)가 제1 임계값(S1) 미만으로 감소하면, 슬립 검출이 차단되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that, in the checking step (202), if the temperature slope (dT) decreases below the first threshold (S 1 ) An error detection method in an SCR system. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 에러 검출 단계(209, 224)는, 제1 암모니아 센서(111)에서의 적분된 암모니아 질량(∫NH3z)이 제3 임계값(S3)을 초과할 때 비로소 수행되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the error detection step (209, 224) is performed when the integrated ammonia mass (? NH 3 z) in the first ammonia sensor (111) 3 ). ≪ / RTI > The method of claim < RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 능동적 진단의 경우, 제2 암모니아 센서(112)에서의 암모니아 질량(NH3n)이 제4 임계값(S4)을 초과하면, 초과 계량 투입 단계(203)가 종료되는(207) 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein, in the case of active diagnosis, if the ammonia mass (NH 3 n) in the second ammonia sensor (112) exceeds the fourth threshold value (S 4 ) (203) is terminated (207). ≪ Desc / Clms Page number 13 > 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 능동적 진단의 경우, 제2 암모니아 센서(112)에서의 적분된 암모니아 질량이 제4 임계값(S4)을 초과하면, 초과 계량 투입 단계(203)가 종료되는(207) 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein, in the case of active diagnosis, if the integrated ammonia mass at the second ammonia sensor (112) exceeds a fourth threshold (S 4 ) (203) is terminated (207). 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 능동적 진단의 경우, 제2 암모니아 센서(112)에서의 배기가스의 암모니아 농도가 제4 임계값(S4)을 초과하면, 초과 계량 투입 단계(203)가 종료되는(207) 것을 특징으로 하는, SCR 시스템에서의 에러 검출 방법.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein, in the case of active diagnosis, if the ammonia concentration of the exhaust gas in the second ammonia sensor (112) exceeds the fourth threshold value (S 4 ) (203) is terminated (207). ≪ Desc / Clms Page number 24 > 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램.12. A computer program configured to execute each step of the method according to any one of claims 1-11. 제12항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 저장 매체.13. A machine-readable storage medium having stored thereon a computer program according to claim 12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 SCR 시스템(100)에서 에러 검출을 수행하도록 구성된 전자 제어 유닛(140).An electronic control unit (140) configured to perform error detection in an SCR system (100) using a method according to any one of the preceding claims.
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