KR20190021460A - 후처리 시스템을 진단하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

후처리 시스템을 진단하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190021460A
KR20190021460A KR1020197002819A KR20197002819A KR20190021460A KR 20190021460 A KR20190021460 A KR 20190021460A KR 1020197002819 A KR1020197002819 A KR 1020197002819A KR 20197002819 A KR20197002819 A KR 20197002819A KR 20190021460 A KR20190021460 A KR 20190021460A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reduction
additive
amount
cumulative
period
Prior art date
Application number
KR1020197002819A
Other languages
English (en)
Inventor
미카엘 룬드스트렘
세바스티안 자마니
카알 왈스트렘
Original Assignee
스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스카니아 씨브이 악티에볼라그 filed Critical 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Publication of KR20190021460A publication Critical patent/KR20190021460A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/05—Systems for adding substances into exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0418—Methods of control or diagnosing using integration or an accumulated value within an elapsed period
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0421—Methods of control or diagnosing using an increment counter when a predetermined event occurs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/0601—Parameters used for exhaust control or diagnosing being estimated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1621—Catalyst conversion efficiency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1812—Flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1814—Tank level
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1818—Concentration of the reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1821—Injector parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2325—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

본 발명은 연소에서 발생되는 배기가스의 후처리를 진단하기 위한 방법으로, 상기 연소에서 발생되는 적어도 하나의 제1 물질(NOx)이 상기 연소로부터 발생되는 배기가스 스트림으로 공급되는 첨가제와 제1 환원 촉매 컨버터(201) 사용에 의해 환원되는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, - 제1 기간(tlim1) 중에 상기 제1 물질의 누적 예상 환원을 추정하는 단계, - 적어도 실질적으로 상기 제1 기간과 중복되는 일정 기간 동안 상기 제1 물질(NOx)의 누적 실제 환원을 결정하는 단계, 및 - 상기 누적 실제 환원이 상기 누적 예상 환원과 상기 제1 물질(NOx)의 양이 사전에 정해진 차이만큼 차이가 있을 때 상기 제1 물질(NOx)의 상기 환원에 오류가 있음을 나타내는 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명은 대응하는 시스템에도 관한 것이다.

Description

후처리 시스템을 진단하기 위한 시스템 및 방법
본 발명은 연소 과정에 관한 것으로, 특히 연소에 의해 발생되는 배기가스를 처리하기 위한 후처리 시스템을 진단하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량, 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에도 관한 것이다.
일반적으로 차량 적어도 어느 정도는 트럭, 버스 등과 같은 중대형/상업용 차량과 관련하여, 연료 효율을 높이고 배기물을 줄이려는 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
이는 적어도 부분적으로는 예를 들어 도심 지역에서 대기오염과 공기 질에 대한 정부의 늘어가는 관심에 의한 것으로, 많은 국가에서 다양한 배기 표준과 규제를 채택하게 하고 있다.
이들 배기 표준은 종종 내연기관이 제공되어 있는 차량의 배기물에 대해 허용 가능한 한계를 규정하는 요건들로 구성되어 있다. 예를 들면 이들 표준에서 예컨대 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 미립자들의 배기 레벨이 많은 종류의 차량에 대해 규제된다.
연료 소모를 줄이고 및/또는 연소 과정에서 발생되는 배기가스의 후처리장치(정화장치) 사용을 통해 불요한 배기 물질들이 감소될 수 있다.
내연기관에서 발생되는 배기가스는 예를 들어 하나 또는 그 이상의 촉매 공정의 사용을 통해 처리될 수 있다. 다양한 종류의 촉매 컨버터들이 존재하며, 이들 컨버터에서는 다양한 종류의 연료 및/또는 배기가스 스트림 내에 발생되는 다양한 종류의 물질의 처리를 위해 다양한 종류의 촉매가 사용될 수 있다. 적어도 (일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2) 같은) 질소산화물(NOx)과 관련하여, 중대형 차량들은 종종 첨가제를 배기가스 스트림에 공급하는 방법을 포함한다. 통상적으로 촉매 컨버터 사용을 통해 질소산화물(NOx)의 양을 더 유해한 물질(주로 질소 및 수증기)로 환원시키기 위해 첨가제가 공급된다.
첨가제는 촉매 컨버터 상류에서 내연기관에서의 연소에 의해 발생되는 배기가스 스트림 내로 분사될 수 있으며, 질소산화물(NOx) 환원에 사용되는 통상적인 유형의 촉매 컨버터로 선택적 촉매 환원장치(SCR) 컨버터가 있다.
기본적으로 배기가스 스트림으로 공급되는 첨가제 양이 지나치게 많거나 지나치게 적어서는 안 된다. 결과적으로, 공급되는 첨가제 양는 예상되는 첨가제 양에 대응하는 것이 바람직하다. 또한, 환원과 관련하여, 기본적으로 첨가제는 예측되는 유형의 첨가제로 구성된다.
본 발명의 목적은 배기가스 스트림으로 공급되는 첨가제 공급을 진단하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 이 목적은 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 연소에서 발생되는 배기가스의 후처리를 진단하기 위한 방법으로, 상기 연소에서 발생되는 적어도 하나의 제1 물질이 상기 연소로부터 발생되는 배기가스 스트림으로 공급되는 첨가제와 제1 환원 촉매 컨버터 사용에 의해 환원되는, 배기가스 후처리 진단 방법이 제공된다. 이 방법은,
- 제1 기간 중에 상기 제1 물질의 누적 예상 환원(accumulated expected reduction)을 추정하는(estimating) 단계,
- 적어도 실질적으로 상기 제1 기간과 중복되는 일정 기간 동안 상기 제1 물질의 누적 실제 환원을 결정하는 단계, 및
- 상기 누적 실제 환원이 상기 누적 예상 환원과 상기 제1 물질(NOx)의 양이 사전에 정해진 차이만큼 차이가 있을 때 상기 제1 물질(NOx)의 상기 환원에 오류가 있음을 나타내는 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
전술한 바와 같이, 배기가스 스트림에 첨가제를 공급함으로써, 연소에 의해 발생되는 배기가스 스트림 내 적어도 일부 물질(아래에 설명되어 있는 바와 같이, 본 명세서 및 특허청구범위에서 물질이라는 용어는 화합물도 포함함)의 존재가 감소될 수 있다. 첨가제의 반응제(reagent)는 배기가스 스트림 내에 존재하는 하나 또는 그 이상의 물질들과 반응하여 덜 유해한 물질을 형성한다.
예를 들면, 배기가스 내의 NO, NO2 같은 질소산화물들 또는 다른 물질들의 농도를 줄이는 데에 첨가제 공급이 사용될 수 있다. 그러나, 중요한 것은 소망하는 효과를 얻기 위해서는 환원시키고자 하는 하나 또는 그 이상의 물질/조성물의 존재에 대응하는 비율로 첨가제(반응제)가 배기가스 스트림으로 공급되어야 한다는 것이다. 또한, 첨가제가 소망하는 환원을 수행할 수 있는 종류의 반응제를 포함해야 하는 것도 중요하다. 잘못된 종류의 반응제/첨가제가 공급되거나 및/또는 환원시키고자 하는 물질/조성물의 존재에 비해 너무 적은 양의 첨가제 이에 따라 반응제가 공급되면, 환원한 후에 여전히 불요한 물질이 과잉으로 존재하게 되며 이는 주위로 배출된다.
반대로, 배기가스 스트림으로 공급되는 첨가제 이에 따라 반응제 양이 환원 대상인 적어도 하나의 물질/조성물에 비해 너무 많으면 첨가제 공급이 다른 불요한 물질이 과잉 존재하게 할 수 있다. 예를 들면, 우레아 또는 암모니아를 사용하는 NOx 환원과 관련하여, 과잉의 첨가제가 배기가스 스트림으로 공급되면, 과잉의 암모니아가 주위로 배출될 수 있다. 암모니아는 유해한 물질로 분류되며, 이에 따라 암모니아의 배출이 자주 규제된다.
원하는 품질과 원하는 양의 첨가제가 배기가스 스트림에 제공되고, 그리고 덜 적당하지만 경제적으로 좀 더 유리한 첨가제로 대체되는 것을 방지할 수 있게 하기 위해, 현재 및/또는 미래에 적어도 일부 국가에서 온보드 진단기(OBD)를 요구하고 있다. 즉, 차량이 운행되는 중에 불요한 물질들의 환원과 관련된 일탈을 검출할 수 있을 것을 요구하고 있다.
본 발명은 첨가제를 사용하여 배기가스 스트림 내에 발생되는 적어도 하나의 물질의 환원을 진단하는 것과 같은 연소에서 발생되는 배기가스의 후처리를 진단하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이는 제1 기간 동안 환원하고자 하는 물질의 누적 예상 환원을 추정함으로써 달성된다. 예상되는 즉 예측되는 환원은 상기 제1 기간 동안 첨가제 공급을 즉 상기 제1 기간 동안 배기가스 스트림에 공급되는 첨가제의 총 양을 누적함으로써 결정될 수 있다. 공급된 첨가제를 기초로 하여, 즉, 총 누적 공급에 기초하여 공급 전반에서 물질의 예상 환원의 추정이 수행될 수 있다. 예컨대 배기가스 스트림에 공급된 첨가제의 양에 기초하여 환원을 결정하는 데에 공지의 화학 관계식이 사용될 수 있다. 예상 환원의 추정은, 제1 기간 동안에 상기 제1 물질의 총 예상 환원이 추정될 수 있도록 상기 제1 기간 동안에, 상기 제1 기간에서 매 순간 또는 분률에서 환원의 적분 또는 합으로 수행될 수 있다. 환원은 예컨대 g/시간과 같이 단위 시간 당 양으로 또는 예컨대 g/kWh 같이 내연기관에 의해 발생되는 단위 워크 당 양으로 결정될 수 있다. 환원은 총 발생량의 백분율과 같이 임의의 다른 적당한 방식으로도 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 첨가제는 반응제를 포함하며, 첨가제 공급의 결정은 반응제 공급의 결정과 같은데, 이는 첨가제의 조성이 예컨대 품질 센서의 사용을 통해 일반적으로 알려져 있거나 적어도 알려져 있는 것으로 여겨지기 때문이다.
또한, 상기 제1 물질의 누적 실제 환원은 상기 제1 기간 동안에 결정되는 것이 바람직하지만 상기 제1 기간과 적어도 실질적으로 중복되는 기간 즉 절대 시간이 일치하는 동안에 결정된다. 기간이 다르다면 즉 실제 환원 누적과 예상 환원의 추정은 동일한 시점에서 함께 시작되지 않고 동일한 시점에서 종료되지 않는다. 이는 예를 들면 누적 시간 중 다른 부분 중에 분사된 첨가제 양에 따른 인자로 보상될 수 있다. 절대 시간 측면에서 실질적으로 동일한 시간 간격 동안에 누적이 수행되며, 완전히 중복되지 않은 다른 기간에 수행되지는 않는다. 따라서 제1 기간은 소정의 시작 시점과 소정의 종료 시점을 구비하며, 실제 환원의 누적과 예산 환원의 추정 모두는 절대 시간으로 이 시간 간격 동안에 또는 적어도 실질적으로 이 시간 간격 동안에 결정된다.
그런 다음 추정된 예상 환원 및 실제 환원을 비교하고, 비교 결과가 실제 환원이 예상 환원으로부터 상기 제1 물질(NOx)의 사전에 정해진 양의 차이만큼 일탈하는 것을 나타내면 제1 물질의 환원에 오류가 있음을 나타내는 신호가 발생될 수 있다.
환원은 다양한 방식으로 표현될 수 있다. 예를 들면 비교 결과가 환원 후에 실제 양이 상기 사전에 결정된 양의 차이만큼 예컨대 10%-30% 또는 임의의 다른 적당한 범위와 같이 일부 적당한 백분율을 구성하는 양의 차이만큼 누적 예상 양을 초과할 때 오류를 나타내는 신호가 발생될 수 있다.
일반적으로, 누적 환원은 예컨대 환원된 양이나 환원 후에 배기가스 스트림 내에 잔류하는 양 같이 상기 제1 물질의 누적 양으로 결정될 수 있다.
환원 대상 물질의 예상 환원과 관련하여, 이는 공급된 첨가제에 기초하여 그리고 또한 배기가스 스트림 내 물질의 양에 기초하여 추정되게 배치될 수 있다. 배기가스 스트림 내 물질의 양은 이미 잘 알려져 있는 배기가스의 모델을 사용하거나 첨가제 공급 상류에 배치되어 있는 NOx와 관련된 NOx 센서 같은 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 예컨대 첨가제 내 반응제의 양을 결정하는 데에 첨가제 품질이 활용될 수도 있다. 품질은 첨가제를 저장하고 있는 탱크 내에 침지되어 있는 센서 같이 배기가스 스트림을 겪는 품질 센서를 사용하여 결정되게 배치될 수 있다.
실제 환원과 관련하여, 환원하고자 하는 물질의 존재는 예컨대 센서를 사용하여 적어도 첨가제 공급의 하류에서 측정된다.
예를 들면 모델에 의해 또는 첨가제 공급 상류에 위치하는 센서를 사용하여 위에 예시되어 있는 결정에 따라 첨가제 공급 상류에서 환원 대상 물질의 존재(presence, occurrence)를 결정함으로써, 실제 환원이 결정될 수 있고, 이 존재를 첨가제 공급 하류에서 측정된 존재와 비교한다. 첨가제 공급 하류에서의 측정은 환원을 용이하게 하는 데에 사용되는 촉매 컨버터 하류에서 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 첨가제가 상기 배기가스 스트림에 공급되는 중에 연소 이에 따라 연소에 발생되는 배기가스의 모델 표현을 사용하여 또는 이와는 다르게 또는 이에 부가하여 첨가제 공급 상류에 위치하는 센서를 사용하여 환원 대상 물질의 존재(양)가 결정될 수 있다.
첨가제 공급 상류에서 환원 대상 물질의 존재(양)는 실제 환원이 누적되는 기간 동안에 연속적으로 결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 환원 대상 물질의 시간에 따른 변동이 누적되는 동안에 카운트될 수 있다. 이러한 변동은 예를 들면 차량이 정상 적으로 주행되는 동안에 진단이 실시될 때 발생할 수 있다. 따라서, 정상 상태 조건으로 측정이 수행되는 경우에는 요구되지 않는다.
상기 첨가제를 저장하고 있는 탱크 내 충진 정도의 감소를 결정함으로써 또는 배기가스 스트림 내로 첨가제를 공급하는 인젝션 노즐의 분사 압력 및 개방 시간으로부터 누적 첨가제 공급이 결정될 수 있다. 예를 들면 공급된 첨가제 양을 결정하기 위한 방법에 따라 첨가제 공급을 누적하는 기간이 다를 수 있으며, 이 기간은 예를 들면 2분 내지 4시간 또는 그 이상일 수 있다. 예를 들면, 이 기간은 10-30분 또는 그 이상의 간격인 임의의 기간일 수 있다.
또한, 기간은 내연기관이 예컨대 kWh 단위인 적어도 일부 적당한 양의 워크를 발생하는 동안의 기간으로 결정되게 배치될 수 있다. 이와는 다르게 또는 이에 부가하여, 이 기간은 적어도 최적 누적 첨가제 양이 배기가스 스트림으로 분사되는 동안의 기간으로 결정될 수 있다.
이러한 방식으로, 이 기간은 예를 들면 차량의 현재 작동 조건에 따라 변할 수 있으며, 차량이 고부하 상태에서 작동할 때에 비해 저부하 상태에서 작동할 때 더 긴 기간동안 진단이 이루어질 수 있다.
예를 들어 인젝션 노즐의 분사 압력 및 개방 시간을 활용하는 제1 누적이 수행될 수 있으며, 이 누적이 오류를 나타내는 경우, 오류를 확인하기 위해 또는 실제로 오류가 없는지를 결정하기 위해 첨가제를 함유하는 탱크 내 충전 정도의 변화를 사용하는 추가적인 누적이 사용될 수 있다.
상기 제1 첨가제의 공급은 제1 촉매 컨버터 상류에서 수행되게 배치될 수 있다. 이 촉매 컨버터는 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매 컨버터로 배치될 수 있다. 이에 따라 후처리 진단은, 첨가제가 제1 촉매 컨버터 상류에서 공급되고, 상기 첨가제 공급의 상류 및 촉매 컨버터 하류에서 환원 대상 물질의 양의 차이로 환원이 결정되는 시스템에서 수행될 수 있다.
또한, 환원 대상 물질은 임의의 물질일 수 있다. 본 발명의 실시형태들에 따르면, 환원되는 물질은 적어도 질소산화물(NOx)이다.
본 발명은, 차량의 내연기관의 적어도 하나의 연소실에서 연소가 이루어질 수 있는 차량에서 실시될 수 있다.
본 발명은 전술한 방법에 대응하는 시스템에도 관한 것이다. 이 시스템은 본 발명의 특징들을 실시하는 수단을 특징으로 한다. 본 발명 특징들을 실시하기 위한 이러한 수단은 임의의 적당한 수단으로 구성될 수 있으며, 이 수단은 시스템 청구항에 기재되어 있는 구성들을 실시하기에 특히 적합하다. 이러한 수단은 하나 또는 그 이상의 제어 유닛 또는 다른 전기적, 기계적 및/또는 전기기계적 요소 또는 장치들로 구성될 수 있다.
첨부된 도면들과 아래의 예시적 실시형태들에 대한 상세한 설명에 본 발명의 다른 특징들과 이점들이 적시되어 있다.
도 1a는 본 발명이 유리하게 활용될 수 있는 예시적 차량의 파워트레인을 도시하는 도면이다.
도 1b는 차량 제어 시스템 내 제어 유닛의 하나의 예시를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 유리하게 활용될 수 있으며, 첨가제가 공급되는 후처리 시스템의 하나의 예시를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 예시적 방법을 도시하는 도면이다.
이하의 발명의 상세한 설명에서, 차량에 대해 본 발명이 예시되어 있다. 그러나 본 발명은 다른 종류의 운송 수단 예컨대 공중 및 해양 탈 것에도 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 고정된 설비에도 적용될 수 있다.
또한, 이하에서 본 발명은 질소산화물들을 환원하기 위한 우레아 계열 첨가제에 대해 예시되어 있다. 그러나 본 발명은 배기가스 스트림 내의 임의의 물질/조성물을 환원하기 위해 첨가제가 배치될 수 있는 임의의 적당한 첨가제에 적용될 수 있으며, 반드시 질소산화물을 환원하기 위해서만 배치되는 첨가제에 대해서만 적용될 필요는 없다.
또한, 본 명세서와 첨부된 특허청구범위에서 "물질"(substance)이란 표현은 혼합물 뿐만 아니라 화학적 화합물도 포함하는 것으로 정의된다.
도 1a는 예시적인 차량(100)의 파워트레인을 개략적으로 묘사하고 있다. 파워트레인은, 본 실시예에서 내연기관(101)인 동력원을 포함하며, 이는 통상적으로 플라이휠(102)을 통해 통상적인 방식으로 내연기관(101)의 출력 샤프트에 연결되고, 이는 클러치(106)를 통해 기어박스(103)에 연결되어 있다. 기어박스(103)에서 나온 출력 샤프트(107)는 통상적인 차동장치 같은 최종 기어(108) 및 상기 최종 기어(108)에 연결되어 있는 하프 샤프트(104, 105)를 통해 구동 휠들(113, 114)을 추진한다. 내연기관(101)은 제어 유닛(115)을 통해 차량 제어 시스템에 의해 제어된다.
내연기관(101)은 제어 유닛(115)을 통해 차량 제어 시스템에 의해 제어된다. 클러치(106) 및 기어박스(103)도 제어 유닛(116)을 사용하여 차량 제어 시스템에 의해 제어된다.
결과적으로, 도 1a는 특정 종류의 파워트레인을 기재하고 있지만, 본 발명은 임의의 종류의 파워트레인 예컨대 내연기관이 사용되는 하이브리드 차량에도 적용될 수 있다. 기재되어 있는 차량은 내연기관(101)에서의 연소에 의해 발생되는 배기가스를 후처리(정화)하기 위한 하나 또는 그 이상의 후처리 컴포넌트(130)를 추가로 포함한다. 후처리 컴포넌트(130)의 기능은 제어 유닛(131)에 의해 제어된다.
하나 또는 그 이상의 후처리 컴포넌트(130)는 다양한 종류 및 디자인일 수 있으며, 기재되어 있는 실시형태에 따라 첨가제가 배기가스 스트림으로 공급된다. 본 발명이 활용될 수 있는 후처리 컴포넌트(130) 장치의 일 예시가 도 2에 더 상세하게 도시되어 있다. 개시되어 있는 예시적 실시형태에서, 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매 컨버터(201)를 사용하여 배기가스를 후처리한다. 일반적으로 이 경우에서, 후처리 컴포넌트는 기재되어 있지 않은 추가적인 컴포넌트들 예를 들어 추가의 촉매 컨버터 및/또는 SCR 촉매 컨버터(201)의 상류 또는 하류에 배치될 수 있는 입자 필터들을 추가로 포함할 수 있다.
예를 들면, 차량 주위로 내연기관에서 나온 배기물을 배출하기 전에 SCR 촉매 컨버터의 사용을 통해 내연기관에서 나온 배기물 내에서 질소산화물(NOx)들의 농도를 줄이기 위해 첨가제의 공급이 사용될 수 있다.
본 실시예에서와 같이, 이 첨가제는 예를 들어 반응제로 우레아를 포함하며　 예컨대 자주 사용되는 첨가제를 구성하며 물 속에 약 32.5%의 우레아가 용해되어 있는 혼합물로 이루어진 애드블루일 수 있는 첨가제일 수 있다. 우레아는 가열되면 암모니아를 형성하고, 이 암모니아는 배기가스 스트림 내의 질소산화물(NOx)들과 반응한다. 본 발명은 애드블루를 사용할 때뿐만 아니라 임의의 다른 우레아 계열 첨가제를 사용할 때 그리고 완전히 순수 암모니아 같은 반응제로 구성된 첨가제를 사용할 때에도 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 다른 반응제를 포함하거나 다른 반응제로 구성된 임의의 종류의 첨가제를 할 때에도 적용될 수 있고, 첨가제를 사용하여 배기가스 스트림 내의 임의의 적당한 물질이 환원/처리되는 경우에 적용될 수 있다.
상기 촉매 컨버터(201) 외에도, 도 2는 첨가제 주입 시스템, 개시되어 있는 실시예에서 우레아 주입 시스템(UDS)을 추가로 개시하고 있으며, 우레아 주입 시스템은 우레아, 또는 첨가제가 배기가스 스트림(119) 내로 분사되는 인젝션 노즐(205)에 연결되어 있는 주입 탱크(202)를 포함한다. 우레아 주입은 첨가제 공급을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하여 인젝션 노즐(205)을 사용하여 탱크(202)로부터 배기가스 스트림(119)으로 소정의 양이 분사되게 하는 UDS 제어 유닛(204)에 의해 제어된다. 탱크(202) 내에 전기자(210)(armature)가 배치되어 있으며, 전기자는 첨가제 품질을 진단하기 위한 품질 센서(211)를 포함한다. 또한, 전기자(210)는 플로트(212)를 포함한다. 플로트는 통상적인 방식으로 탱크(202) 첨가제의 현재 충전 레벨을 나타낸다. 플로트(212)에 대한 대안으로 예를 들어 탱크(202) 내 충전 레벨을 결정하는 데에 초음파 센서가 사용될 수 있다.
첨가제 공급을 위한 주입 시스템은 일반적으로 선행 기술에 잘 기재되어 있으므로, 첨가제를 공급하는 정밀한 방식은 본 명세서에서 상세하게 설명하지 않는다. 일반적으로, 내연기관의 작동 상태가 변하고 이에 따라 본 실시예에서 질소산화물의 발생이 변함에 따라 이론적으로 주입은 연속적으로 변화한다. 또한, SCR 촉매 컨버터는, 잘 알려져 있는 바와 같이 현재의 촉매 컨버터 온도가 다른 경우에 다른 양의 암모니아를 저당할 수 있다.
그러나 첨가제 분사만으로는 환원 대상 물질을 제대로 환원하기에 충분하지 않다. 예를 들면, 이는 많은 이유에 기인할 수 있다. 예를 들면, 잘못된 종류의 첨가제가 사용되거나 또는 첨가제 풀질이 불량일 수 있으며 또는 실제로 분사되는 첨가제의 양이 분사되어야 할 것으로 사전에 정해진 양 또는 분사될 것으로 믿어지는 양과 다를 수 있기 때문이다. 또한, 시스템 컴포넌트의 오작동이 있을 수 있다.
본 발명은 환원과 관련하여 시스템이 제대로 작동하는지를 결정하기 위해 환원을 진단하는 방법을 제공한다. 본 발명의 실시형태들에 따르면, 적절하지 않은 작동을 야기하는 가능한 이유들이 평가되어야 할 수도 있다.
본 발명의 예시적 방법(300)이 도 3에 도시되어 있으며, 이 방법은 예컨대 후처리 컴포넌트를 제어하기 위한 제어 유닛(131) 내에서 적어도 부분적으로 실시될 수 있다. 위에서 적시한 바와 같이, 일반적으로 차량의 기능들은 복수의 제어 유닛들에 의해 제어되며, 기재되어 있는 유형의 차량 내의 제어 시스템들은 일반적으로 복수의 전자제어유닛(ECU) 또는 컨트롤러를 차량에 탑재되어 있는 다양한 컴포넌트들에 연결하기 위한 하나 또는 그 이상의 통신 버스들로 구성된 통신 버스 시스템을 포함한다. 이러한 제어 시스템은 상당히 많은 제어 유닛들을 포함할 수 있으며, 특정 기능의 제어는 둘 또는 그 이상의 제어 유닛들 사이에서 분할될 수 있다.
간단함을 위해, 도 1a 및 도 2는 제어 유닛들(115, 116, 131, 204)만을 도시하고 있지만, 통상의 기술자라면 잘 이해할 수 있는 바와 같이, 도시되어 있는 종류의 차량(100)에는 종종 상당히 많은 제어 유닛들이 제공된다. 제어 유닛들(115, 116, 131, 204)은 도 1a에서 상호 연결하는 선들로 일부가 표기되어 있는 바와 같이 상기 통신 버스 시스템 및 다른 배선을 통해 하나의 다른 컴포넌트 및 다양한 컴포넌트들과 통신하게 배치되어 있다.
본 발명은 차량(100) 내의 임의의 적당한 제어 유닛으로 실시될 수 있기 때문에, 반드시 제어 유닛(131)으로 실시될 필요는 없다. 본 발명에 따른 배기가스 스트림 내 물질의 환원 진단은 다른 제어 유닛들 및/또는 차량 컴포넌트들로부터 수신되는 신호들에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 기재되어 있는 유형의 제어 유닛들은 차량(100)의 다양한 부분들로부터 수신한 센서 신호들을 수신하게 적합하게 되어 있다. 본 발명의 실시형태들에 따르면, 예를 들면 제어 유닛(131)은 일반적으로 예컨대 NOx 센서(208)로부터(아래 참조) 그리고 플로트(212) 또는 대응 수단으로부터 신호들을 수신할 수 있고 및/또는 인젝션 노즐(205) 제어와 관련된 신호 예컨대 분사 압력 및/또는 인젝션 노즐(205)의 개방 시간과 관련된 신호들은 제어 유닛(204)으로부터 수신될 수 있다. 도시되어 있는 유형의 제어 유닛들은 통상적으로 제어 신호들을 차량의 여러 부분들과 컴포넌트들 예컨대 아래에 서술되어 있는 바와 같이 센서들을 평가할 때 첨가제의 분사를 제어하기 위해 제어 유닛(204)으로 전달하기에 적합하다.
이러한 종류의 제어는 종종 프로그래밍된 지령에 의해 완수된다. 프로그래밍된 지령은 일반적으로 컴퓨터 프로그램으로 구성된다. 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 제어 유닛에서 실행될 때 컴퓨터/제어 유닛이 본 발명에 따른 방법 단계들과 같이 소망하는 제어를 실행하게 한다. 컴퓨터 프로그램은 통상적으로 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 구성하는데, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 프로그램(126)이 저장되어 있는 적당한 저장 매체(121)(도 1b 참조)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 상기 저장 매체에 비휘발 방식으로 저장될 수 있다. 디지털 저장 매체(121)는 예를 들면, ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EPROM(Erasable PROM), 플래시 메모리, EEPROM(Electrically Erasable PROM), 하드 디스크 유닛 등을 포함하는 그룹 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 제어 유닛에 의해 컴퓨터 프로그램이 실행될 때 제어 유닛 내에 또는 제어 유닛과 관련하여 배치된다. 이에 따라 특수 상황에서 컴퓨터 프로그램의 지령을 변형함으로써 차량의 거동이 수정될 수 있다.
도 1b에 예시적인 제어 유닛(제어 유닛(131)이 개략적으로 도시되어 있다. 여기서, 제어 유닛은 예컨대 디지털 신호 처리(DSP)를 위한 회로 또는 소정의 특정 기능을 구비하는 회로(ASIC) 같은 임의의 적당한 유형의 프로세서 또는 마이크로컴퓨터로 구성될 수 있는 프로세싱 유닛(120)을 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛(120)은 프로세싱 유닛(120)에 예컨대 저장되어 있는 프로그램 코드(126) 및/또는 프로세싱 유닛(120)이 계산을 수행하는 데에 필요한 저장되어 있는 데이터를 제공하는 메모리 유닛(121)에 연결되어 있다. 프로세싱 유닛(120)은 메모리 유닛(121) 내에 중간 계산 결과 또는 최종 계산 결과를 저장할 수 있도록 배치되어 있다.
또한, 제어 유닛(131)에는 입력 및 출력 신호들 각각을 수신하고 송신하기 위한 기기들(122, 123, 124, 125)이 장착되어 있다. 이들 입력 및 출력 신호는 입력 신호를 수신하기 위한 기기들(122, 125)이 프로세싱 유닛(120)에 의해 처리하기 위한 정보로 검출할 수 있는 파형, 펄스 또는 다른 어트리뷰트를 포함할 수 있다. 출력 신호들을 송신하기 위한 기기들(123, 124)은 프로세싱 유닛(120)으로부터 오는 계산 결과를 차량 제어 시스템의 다른 부분 및/또는 신호들을 사용하기 위한 컴포넌트(들)로 보내기 위한 출력 신호로 변환할 수 있게 배치되어 있다. 각 입력 및 출력 신호를 수신하고 송신하기 위한 기기들에 대한 모든 접속 그리고 각각의 접속은 하나 또는 그 이상의 케이블; CAN 버스(Controller Area Network bus), MOST 버스(Media Oriented Systems Transport bus) 또는 임의의 다른 버스 컴포넌트 같은 데이터 버스 또는 무선 접속으로 구성될 수 있다.
도 3에 도시되어 있는 예시적 방법(300)으로 돌아가면, 이 방법은 단계 301에서 시작한다. 단계 301에서는, 내연기관(101)을 빠져나가는 배기가스 스트림 내에 존재하는 물질의 환원을 진단할 것인지를 결정한다. 배기가스 스트림 내에 존재하는 물질의 환원을 진단하지 않는 것으로 결정되는 한, 이 방법은 단계 301에 잔류한다. 환원을 진단할 것으로 결정될 때, 이 방법은 단계 302로 이어진다. 단계 301에서 단계 302로의 전이는 예를 들면 다양한 기준에 따라 시작될 수 있다. 예를 들면, 이 결정은 정기적으로 수행되게 배치될 수 있다. 또한, 이 결정은 예를 들면 내연기관(101)이 시동할 때마다 및/또는 첨가제를 재충전하였다는 표시가 있을 때마다 수행되게 배치될 수 있다. 도 3의 방법은 연속적으로 수행되게 배치될 수도 있다.
단계 302에서, 제1 시간 주기(tlim1)를 시작하는 타이머 t1을 제로로 설정하고, 단계 303에서 배기가스 스트림으로 반응제/첨가제의 누적이 시작된다. 본 실시예에 따르면, 첨가제는 반응제로 우레아를 포함하는 용액으로 구성되어 있으며, 누적은 분사되는 첨가제 측면에서 및/또는 배기가스 스트림으로 분사되는 반응제의 누적으로 측정될 수 있다. 반응제의 누적은 예를 들면 분사되는 첨가제의 양과 품질 센서(211)를 사용한 품질 측정을 사용하여 결정될 수 있다. 품질 센서는 예를 들면 분사되는 반응제의 총량이 결정될 수 있도록 첨가제 내 우레아의 백분율을 나타내는 신호를 전달할 수 있으며, 품질에 따라 분사되는 첨가제 양이 동일한 경우에도 첨가제 내 우레아의 양은 다를 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태들에 따르면, 누적된 첨가제 공급의 결정은 누적된 반응제 공급의 결정과 대등할 수 있다.
단계 304에서, 공급된 첨가제에 기초하여 질소산화물들(NOx)의 예상되는 환원의 표현의 대응 누적이 예측된다. 이 예측은 첨가제 공급이 누적됨에 따라 누적되는 첨가제의 매 분사에 대한 것과 같이 시간 또는 분률의 매 순간에 대한 적분 또는 합으로 수행될 수 있다. 대응되는 시간의 매 순간 또는 분률의 매 순간에서 배기가스 스트림 내 질소산화물들(NOx)의 존재의 표현은 환원의 표현을 결정하는 데에 사용될 수 있다.
본 실시예에 따르면, NOx 센서(207)에 의한 측정의 사용을 통해 첨가제 공급의 상류에서의 질소산화물들(NOx)의 존재가 결정된다(도 2 참조). 또는, 예를 들어 그 자체로 알려져 있는 바와 같은 내연기관 작동 파라미터들을 고려하여 모델 표현을 사용하여 첨가제 공급의 상류에서의 질소산화물들(NOx)의 존재가 결정될 수 있다.
환원의 표현은 환원되는 즉 본 실시예에서 질소와 물과 같이 다른 조성물로 변환되는 NOx의 양(quantity/amount)으로 결정될 수 있다. 또한, 배기가스 스트림 내에 잔류하는 양으로 표현되게 결정될 수 있다. 또한, 환원은 예컨대 그램(g)/시간 같이 단위 시간 당 양으로 또는 예컨대 g/hWh 같이 내연기관에 의해 생성된 단위 워크 당 양으로 결정될 수 있다. 환원의 표현은 최초 양에 대한 환원된 양의 백분율 또는 잔류 양 등과 같이 임의의 다른 적당한 방식으로 결정될 수도 있다.
결과적으로, 환원은 누적이 진행되는 중에 전 기간의 매 순간/분율에서 순간적인 또는 실질적으로 순간적인 환원의 누적으로 결정될 수 있다. 또한 누적이 진행되는 중에 기간 동안 첨가제의 총 누적의 제1 결정에 의해 환원이 결정되는 것도 상정 가능하다. 그런 다음 이는 첨가제 공급이 누적되는 기간 중에 총 예상 환원을 추정하는 데에 사용된다. 예를 들어, 일반적인 화학 관계식이 이 결정에 사용될 수 있는 경우, 공급된 반응제 양의 100%가 질소산화물들(NOx)을 환원하는 것으로 간주될 수 있다. 예를 들면, 질소산화물들(NOx) 1g을 환원하는 데에 애드블루 2g이 소요된다. 또는, 백분율이 예컨대 현재 엔진 부하, 촉매 컨버터 온도 등에 따라 변할 수 있는 경우에는, 변환 효율이 80-100% 단위의 백분율과 같이 몇 %로 가정될 수 있다.
단계 305에서, 실제 NOx 환원의 표현에 대응하는 누적이 시작된다. 전술한 사항들에 비추어 보면, 질소산화물들(NOx)의 실제 환원의 누적의 시작은 첨가제 공급 상류에서 NOx 존재의 누적과 첨가제 공급 하류에서의 NOx 존재의 대응 누적으로 구성될 수 있으며, 이들 누적들을 비교함으로써 환원이 결정될 수 있다.
첨가제 공급 상류에서 질소산화물들(NOx)의 존재는 예컨대 NOx 센서(207)의 사용을 통해 또는 모델 표현을 사용하여 전술한 바와 같이 결정될 수 있다. 첨가제 공급 상류에서 질소산화물들(NOx)의 결정은 예상 환원의 추정과 실제 환원의 결정 모두에 사용될 수 있다.
첨가제 공급 하류 및 촉매 컨버터(201) 하류에서의 질소산화물들(NOx)의 존재는 촉매 컨버터 하류에서 배기가스 스트림을 겪는 NOx 센서(208)의 사용을 통해 결정될 수 있다(도 2 참조).
단계 306에서, 기간 t1이 시간 tlim1에 도달했는지를 결정하고, 기간 t1이 시간 tlim1에 도달하지 않는 한, 누적이 계속된다. 시간 tlim1은 사전에 정해질 수 있고, 적당한 길이일 수 있으며, 예컨대 배기가스 스트림 내로 분사되어 최소로 누적된 첨가제 양으로 결정될 수 있다. 배기가스 스트림 내로 분사되어 누적된 첨가제 양은 예를 들면 플로트(212)에 의해 결정되는 경우, 예컨대 충분한 정밀도로 소모 이에 따른 분사를 결정할 수 있도록 하기 위해 1 리터 또는 그 이상의 첨가제와 같이 비교적 다량이 누적될 것이 요구된다. 제1 시간 tlim1은 내연기관이 예컨대 kWh 단위의 일부 적당한 양의 워크를 발생시키는 기간으로 결정되게 배치될 수 있다.
예컨대 첨가제 소모를 측정하는 데에 초음파 센서가 사용되는 경우, 높은 측정 정밀도에 의해 시간 tlim1을 규정하는 데에 더 작은 양이 사용될 수 있다. 첨가제 공급이 노즐을 사용한 분사에 의해 결정되면, 누적된 공급은 분사 시간, 분사 압력 및 노즐 사양으로부터 결정될 수 있다. 이 경우, 더 적은 누적된 양이 사용될 수 있어서 더 짧은 기간 동안 진단이 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시형태들에 따르면, 노즐 사양에 의해 결정된 공급 양을 사용하여 진단이 먼저 실시될 수 있으며, 이 진단이 부적당한 작동을 나타낸다면, 첨가제 탱크 내 소모를 측정하여 첨가제 공급이 결정되는 추가의 진단이 실시될 수 있기 때문에, 더 긴 시간이 소요된다. 양 실시 형태가 동시에 수행될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시형태들에 따르면, 엔지니 부하가 너무 낮은 경우에는 측정이 수행되지 않도록 하기 위해 내연기관이 적어도 사전에 결정된 최소 워크를 발생시킬 필요가 있을 수 있다. 따라서, 엔진 부하가 몇몇 부하 한계 미만인 경우에는 측정이 중단될 수 있다.
단계 306으로 돌아가면, 시간 주기 tlim1이 종료되면, 시간 주기 tlim1 동안 예상되는 NOx 환원의 추정이 시간 경과에 따라 결정될 수 있다. 그렇지 않으면, 누적된 분사 첨가제로부터 가능하다면 첨가제 공급 상류에 누적된 양으로부터 tlim1이 지났을 때 추정이 실시될 수 있다.
이와 유사하게, 실제 환원의 결정은 축정하는 중에 수행될 수 있고, 또는 첨가제 공급의 상류와 하류 각각에서 누적된 NOx 양을 사용하여 수행될 수 있다.
그런 다음, 이 방법은 추정 즉 NOx 양의 예상 환원과 NOx 양의 실제 환원을 비교하는 단계 307로 이어진다. 배기가스 스트림 내에 실제로 누적된 NOx 양이 누적될 것으로 예상된 양을 초과하면 이 방법은 단계 308로 이어진다. 그렇지 않으면, 이 방법은 단계 310에서 종료되고, 이 시스템은 정상 작동하는 것으로 간주된다.
단계 308에서, 환원 후 배기가스 스트림 내에 실제 존재하는 NOx 양이 사전에 정해진 적당한 정도만큼 누적되어 잔류하는 것으로 예상되는 NOx 양을 초과하는지 즉 실제 환원이 예상되는(예측되는) 환원보다 일정 정도만큼 작은 지를　 결정한다. 만약 환원 후 배기가스 스트림 내에 실제 존재하는 NOx 양이 사전에 정해진 적당한 정도만큼 누적되어 잔류하는 것으로 예상되는 NOx 양을 초과하는 경우, 이 방법은 NOx 환원에서 오류(fault)가 있음을 나타내는 신호가 생성되는 단계 309로 이어진다. 그렇지 않으면, 이 방법은 단계 319에서 종료된다. 단계 209에서 발생된 신호는 예를 들면 하나 또는 그 이상의 진단 트러블 코드로 된 한 세트의 진단 트러블 코드로 구성될 수 있다. 이 방법은 단계 319에서 종료된다. 본 실시형태에 따르면, 지시된 오류의 발생 이유를 알아보기 위해 아래에 설명되어 있는 바와 같이 환원을 평가하는 추가 테스트가 수행된다.
오류를 나타내는 신호가 발생되는 기준은 예를 들면 실제 환원이 예상되는 환원보다 적당한 비율 예컨대 10%-30% 범위의 백분율만큼 작은 것일 수 있다. 본 실시예에서 환원은 환원되는 NOx 양으로 측정되며, 이는 일정 양 또는 백분율로 표기될 수 있다. 전술한 바와 같이, 환원은 예를 들어, 추정되는 예상 잔류 NOx 양에 대비한 실제 잔류 NOx 양과 같이 다양한 용어 및 방식으로 표현될 수 있으며, 신호가 발생될 수 있다. 실제 잔류 NOx 양이 추정되는 예상 잔류 NOx 양보다 10%-30%만큼 초과하거나 또는 임의의 다른 적당한 범위만큼 초과할 때 신호가 생성될 수 있다.
NOx의 예상 환원의 추정과 NOx의 실제 환원의 결정은 본 실시예에서와 같이 동일한 시간 간격에 대해 결정되는 것이 바람직하지만, 반드시 이렇게 결정되어야 하는 것은 아니며, 만약 시간 간격이 다르다면, 이는 예컨대 사용된 시간 주기들 사이의 차이를 나타내는 인자만큼 보상될 수 있다. 예를 들면, 기본적으로 정상 상태 조건으로 작동하는 중에 진단이 수행되면, 직통 방식으로 보상이 수행될 수 있다. NOx의 예상 환원의 추정과 NOx의 실제 환원의 결정은 실질적으로 절대 시간으로 동일한 시간 간격에서 결정된다. 즉 누적이 수행되는 기간과 관련하여 절대 시간이 실질적으로 중복된다.
하나 또는 그 이상의 진단 트러블 코드가 설정되면, 이들 진단 트러블 코드는 차량이 서비스를 받을 때 첨가제 공급을 시험할 이유를 구성한다. 그러나 본 실시예에서와 같이, 적어도 일부 시험은 정상 작동하는 중에 수행될 수도 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시형태들에 따르면, NOx 센서들이 단계 310에서 평가되거나 또는 첨가제 공급 상류에서 NOx 양이 모델, 첨가제 공급 하류에서의 센서에 의해 결정된다. NOx 센서들(207, 208)이 제대로 작동하고 있는 것으로 볼 수 있는지 또는 센서들 중 어느 센서가 오작동하는 것으로 볼 수 있는 지에 대한 결정은 예를 들면 수신된 센서 신호들의 크기 및/또는 센서 신호의 존재 유무 분석에 의해 결정될 수 있다. 또한, 진단 트러블 코드가 센서(208)와 관련하여 이미 작동하였는지가 체크될 수 있다.
센서 성능 평가를 위한 다른 방법들이 사용될 수 있으며, 본 실시예에 따르면, 관입 평가(intrusive evaluation)가 수행된다. 즉 이 평가는 차량 배기물에 영향을 주므로, 이러한 이유로 이 평가는 너무 자주 수행되어서는 안 된다. 본 실시예에서, 첨가제 공급이 중단되고, 촉매 컨버터 내에 저장된 반응제가 소될 수 있는 시간이 지난 후에 센서들(207, 208)로부터 온 센서 신호들을 비교한다. 첨가제가 공급되지 않고 센서들이 동일한 양의 NOx를 겪을 때, 센서 정밀도를 고려하여 유사한 신호들이 전달되어야만 한다. 센서 신호들이 예컨대 센서 정밀도를 고려하여 충분한 정도에 대응되면 센서들(207, 208)이 제대로 작동하고 에러의 원인으로 NOx 센서 기능은 무시되는 것으로 결론지을 수 있으며, 다른 한편으로 하나 또는 양 센서들이 오류가 있다면 진단 트러블 코드가 설정될 수 있다. 모델을 사용하여 첨가제 공급 상류에서 NOx 양이 결정되는 경우, 모델이 센서(207)에서 오는 신호로 대체되어 동일한 평가가 수행될 수 있다. 단계 311에서 예상 양과 측정 양 사이에 차이가 있는 것으로 결정되면, 나중에 차량이 서비스 받을 때 주의하기 위해 단계 312에서 진단 트러블 코드가 설정될 수 있다.
NOx 센서의 평가 외에도, 단계 313에서 첨가제 소모가 예상되는 소모와 동일한지를 평가할 수 있다. 예를 들면, 누적된 소모가 분사 노즐의 분사 시간과 분사 압력과 관련된 전술한 바에 다라 결정될 수 있다. 이렇게 누적된 소모를 플로트나 첨가제 탱크 내에 배치되어 있는 다른 측정 수단에 의해 결정된 소모와 비교할 수 있으며, 이들 사이에 차이가 있고 소모량이 충분한 정도에 대응되지 않는다면, 단계 314에서 나중에 차량이 서비스 받을 때 주의하기 위해 첨가제 공급과 관련하여 하나 또는 그 이상의 진단 트러블 코드가 설정될 수 있다.
상기 시험 또는 시험들이 오작동을 지시하지 않으면, 오작동하는 품질 센서가 환원의 잘못된 작동에 대한 이유가 될 수 있으며, 예를 들면 품질 센서가 단계 316에서 평가될 수 있고, 차량이 서비스받을 때 단계 317에서 탱크 내 품질 센서에서 온 센서 신호들과 예컨대 대비를 위해 추가 탱크 내에 침지될 수 있는 추가의 품질 센서에서 온 센서 신호들을 비교함으로써 품질 센서가 평가될 수 있다. 품질 센서가 오류인 것으로 볼 수 있다면, 단계 318에서 적당한 트러블 코드가 설정될 수 있고 및/또는 차량이 이미 서비스를 받았다면 센서가 교체될 수 있다. 기재되어 있는 시험은 임의의 다른 순서로 실시될 수 있으며 및/또는 동시에 또는 병렬적으로 수행될 수도 있다.
위의 평가들이 유인을 유도할 수 있는 것으로 생각된다. 입법에는 운전자가 적당한 첨가제를 사용하게 하는 인센티브를 제공하는 유인책을 포함할 수 있다. 예를 들면, 물질의 환원과 관련된 오작동이 검출되는 경우, 차량 제어 시스템은 예컨대 종종 연소에 의해 발생되는 워크를 제한하는 측면에서 차량 성능과 관련하여 유인 대책을 받을 필요가 있다. 전술한 바에 따른 시험들은 전술한 사항 외에도 오작동이 검출되었을 때 유인책이 도입되어 환원이 제대로 작동하는 것으로 간주되면 유인책이 방지되는 결과를 낳을 수 있다.
마지막으로, 본 발명이 차량에 대해 예시되어 있다. 그러나 본 발명은 예컨대 에어크래프트 및 워터크래프트 같은 임의의 유형의 크래프트에 적용될 수 있다. 본 발명은 연소 플랜트에 사용하도록 적용될 수 있다. 또한, 후처리 시스템은 그 자체로 잘 알려져 있는 하나 또는 그 이상의 입자 필터, 하나 또는 그 이상의 산화 촉매 컨버터 같은 추가의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 후처리 시스템이 하나 이상의 SCR 촉매 컨버터를 포함할 수 있는 것도 고려된다.

Claims (21)

  1. 연소에서 발생되는 배기가스의 후처리를 진단하기 위한 방법으로, 상기 연소에서 발생되는 적어도 하나의 제1 물질(NOx)이 상기 연소로부터 발생되는 배기가스 스트림으로 공급되는 첨가제와 제1 환원 촉매 컨버터(201) 사용에 의해 환원되고, 상기 방법은,
    - 제1 기간(tlim1) 중에 상기 제1 물질의 누적 예상 환원을 추정하는 단계,
    - 적어도 실질적으로 상기 제1 기간과 중복되는 일정 기간 동안 상기 제1 물질(NOx)의 누적 실제 환원을 결정하는 단계, 및
    - 상기 누적 실제 환원이 상기 누적 예상 환원과 상기 제1 물질(NOx)의 양이 사전에 정해진 차이만큼 차이가 있을 때 상기 제1 물질(NOx)의 상기 환원에 오류가 있음을 나타내는 신호를 생성하는 단계를 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    - 상기 제1 기간(tlim1) 동안 제1 누적 첨가제 공급을 결정하는 단계, 및
    -　 상기 제1 누적 첨가제 공급에 기초하여 상기 제1 물질의 상기 누적 예상 환원을 추정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 상기 제1 물질의 누적 양으로 상기 누적 환원을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    - 환원되는 양 또는 환원 후에 배기가스에 잔류하는 양으로 상기 누적 환원을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 첨가제를 겪는 품질 센서에 의해 결정되는 상기 첨가제의 품질의 측정에 기초하여 상기 제1 기간(tlim1) 동안 상기 제1 물질의 누적 예상 환원을 추정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 첨가제가 담겨 있는 탱크 내 충전 정도의 감소를 결정함으로써 상기 제1 누적 첨가제 공급을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 배기가스 스트림 내로 상기 첨가제를 분사하는 인젝션 노즐의 분사 압력 및 개방 시간으로부터 상기 제1 누적 첨가제 공급을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 첨가제 공급 상류에서 환원되는 물질의 존재(양)를 결정함으로써 상기 누적 실제 환원을 결정하는 단계 및
    - 이 양을 첨가제 공급 하류에서 측정된 양과 비교하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    - 첨가제 공급 상류에 위치하는 센서 및/또는 모델에 의해 첨가제 공급 상류에서 환원되는 물질의 존재(양)를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    - 첨가제가 상기 배기가스 스트림에 공급되면서 환원되는 물질의 상기 존재(양)를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 실제 환원이 누적되는 기간 동안에 환원되는 물질의 상기 존재(양)를 연속적으로 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  12. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 환원 후에 상기 제1 물질의 실제 양이 상기 환원 후에 상기 제1 물질의 누적 예상 양보다 사전에 정해진 차이만큼 초과할 때 오류를 나타내는 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 적어도 2분 내지 4시간의 기간 동안 상기 환원을 누적하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  14. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 첨가제를 상기 배기가스 스트림으로 분사하는 인젝션 노즐의 분사 압력과 개방 시간으로부터 상기 제1 누적 첨가제 공급을 결정하는 단계,
    - 상기 누적 실제 환원이 상기 누적 예상 환원으로부터 상기 제1 물질(NOx) 양이 상기 사전에 정해진 차이만큼 벗어날 때, 상기 제1 기간(tlim1)보다 긴 제2 기간 동안 상기 첨가제가 담겨 있는 탱크 내의 충전 정도의 감소를 결정함으로써 제2 누적 첨가제 공급을 결정하는 단계 및
    - 상기 제2 기간 후에 상기 누적 실제 환원이 상기 누적 예상 환원으로부터 제1 물질(NOx) 양이 상기 사전에 정해진 차이만큼 벗어날 때, 환원에서 상기 오류를 나타내는 상기 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 환원 촉매 컨버터(201) 하류에서 상기 제1 물질(NOx)의 상기 양의 측정에 의해 상기 제1 물질(NOx)의 상기 실제 환원을 결정하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 측정은 센서 수단(208)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    환원 오류를 나타내는 상기 신호가 생성되었을 때,
    - 상기 센서 수단의 작동을 평가하기 위해 상기 배기가스 스트림 내 상기 제1 물질(NOx)의 상기 양을 측정하는 센서 수단(208)의 제1 시험을 실시하고, 상기 센서 수단의 작동의 평가가 상기 센서 수단이 제대로 작동하지 않음을 나타낼 때 센서 수단 오류를 나타내는 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    환원 오류를 나타내는 상기 신호가 생성될 때,
    - 분사 노즐의 분사 시간 및 분사 압력으로부터 첨가제 공급의 추가 누적을 결하는 단계, 및
    - 상기 첨가제 공급의 추가 누적을 상기 첨가제를 저장하고 있는 탱크 내에 배치되어 있는 측정 수단에 의해 결정되는 첨가제 소모와 비교하는 단계를 포함하는,
    - 첨가제 소모 시험을 수행하고, 및
    - 상기 첨가제 공급의 상기 추가 누적과 상기 측정 수단에 의해 결정된 상기 첨가제 소모가 사전에 정해진 첨가제 양만큼 차이가 있을 때, 첨가제 소모에 오류가 있음을 나타내는 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 방법.
  18. 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로, 상기 프로그램 코드가 컴퓨터에서 실행될 때, 상기 컴퓨터가 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하게 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  19. 컴퓨터-판독가능 매체 및 제18항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로, 상기 컴퓨터 프로그램이 상기 컴퓨터-판독가능 매체에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 연소에서 발생되는 배기가스의 후처리를 진단하기 위한 시스템으로, 상기 연소에서 발생되는 적어도 하나의 제1 물질(NOx)이 상기 연소로부터 발생되는 배기가스 스트림으로 공급되는 첨가제와 제1 환원 촉매 컨버터(201) 사용에 의해 환원되고, 상기 시스템은,
    - 제1 기간(tlim1) 중에 상기 제1 물질(NOx)의 누적 예상 환원을 추정하는 수단,
    - 적어도 실질적으로 상기 제1 기간(tlim1)과 중복되는 일정 기간 동안 상기 제1 물질(NOx)의 누적 실제 환원을 결정하는 수단, 및
    - 상기 누적 실제 환원이 상기 누적 예상 환원과 상기 제1 물질(NOx)의 양이 사전에 정해진 차이만큼 차이가 있을 때 상기 제1 물질(NOx)의 상기 환원에 오류가 있음을 나타내는 신호를 생성하는 수단을 특징으로 하는 배기가스 후처리 진단 시스템.
  21. 차량으로, 제20항에 따른 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
KR1020197002819A 2016-07-14 2017-07-06 후처리 시스템을 진단하기 위한 시스템 및 방법 KR20190021460A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1651058-8 2016-07-14
SE1651058A SE541557C2 (en) 2016-07-14 2016-07-14 Method and system for diagnosing an aftertreatment system
PCT/SE2017/050755 WO2018013038A1 (en) 2016-07-14 2017-07-06 Method and system for diagnosing an aftertreatment system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190021460A true KR20190021460A (ko) 2019-03-05

Family

ID=60952149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197002819A KR20190021460A (ko) 2016-07-14 2017-07-06 후처리 시스템을 진단하기 위한 시스템 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11319857B2 (ko)
EP (1) EP3485153B1 (ko)
KR (1) KR20190021460A (ko)
CN (1) CN109415966A (ko)
BR (1) BR112018075702A2 (ko)
SE (1) SE541557C2 (ko)
WO (1) WO2018013038A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022192595A1 (en) * 2021-03-11 2022-09-15 Cummins Inc. Systems and methods for exhaust aftertreatment sensor offset detection and diagnosis

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19547646A1 (de) 1995-12-20 1997-06-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US6701707B1 (en) 2002-09-04 2004-03-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission diagnostics
US6925796B2 (en) 2003-11-19 2005-08-09 Ford Global Technologies, Llc Diagnosis of a urea SCR catalytic system
JP4789242B2 (ja) 2005-12-09 2011-10-12 Ｕｄトラックス株式会社 排気浄化装置
EP2080889A4 (en) 2006-11-09 2011-02-09 Nissan Diesel Motor Co AMBIENT AIR TEMPERATURE SENSOR AND EXHAUST PURIFICATION APPARATUS
KR100957138B1 (ko) 2007-07-09 2010-05-11 현대자동차주식회사 질소산화물 센서 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적환원 촉매 시스템
DE102007040439A1 (de) 2007-08-28 2009-03-05 Daimler Ag Betriebs- und Diagnoseverfahren für ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem
KR100907363B1 (ko) 2008-03-03 2009-07-10 현대자동차주식회사 Ｕｒｅａ-ｓｃｒ 시스템 제어방법
US8161731B2 (en) 2008-05-12 2012-04-24 Caterpillar Inc. Selective catalytic reduction using controlled catalytic deactivation
US8245567B2 (en) * 2008-08-19 2012-08-21 GM Global Technology Operations LLC On board diagnostic monitor of NOx conversion efficiency for aftertreatment device
US8555613B2 (en) 2009-03-02 2013-10-15 GM Global Technology Operations LLC Model-based diagnostics of NOx sensor malfunction for selective catalyst reduction system
US9133750B2 (en) * 2009-07-30 2015-09-15 GM Global Technology Operations LLC Method and system for verifying the operation of an SCR catalyst
DE102009055082A1 (de) 2009-12-21 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren zur Überwachung einer Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102010060099A1 (de) * 2010-10-21 2012-04-26 Ford Global Technologies, Llc. Verfahren zum Anpassen eines SCR Katalysators in einem Abgassystem eines Kraftfahrzeugs
DE102011003084A1 (de) 2011-01-25 2012-07-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage
WO2012129179A1 (en) 2011-03-18 2012-09-27 Cummins Inc. A method and apparatus to control selective catalytic reduction systems in feedback
US8281578B2 (en) * 2011-03-24 2012-10-09 Ford Global Technologies, Llc Method for correcting an estimate of NH3 stored within a selective catalyst reduction system
DK2726413T3 (en) 2011-07-01 2017-06-26 Alzchem Ag AMMONIA GAS GENERATOR FOR AMMONIA PRODUCTION TO REDUCE NITROGEN OXIDES IN EXHAUST GAS
JP5846490B2 (ja) 2011-12-21 2016-01-20 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
JP6114305B2 (ja) 2011-12-23 2017-04-12 ボルボ ラストバグナー アーベー 排気後処理システム及びそのシステムを操作する方法
US9162183B2 (en) 2012-03-06 2015-10-20 Cummins Inc. System and method to manage SCR catalyst NO2/NOX ratio
WO2013134539A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Cummins Inc. Method and algorithm for performing an nh3 sensor rationality diagnostic
US9492788B2 (en) 2012-03-29 2016-11-15 Volvo Construction Equipment Ab Method for diagnosing a selective catalytic reduction catalyst
US8607625B2 (en) 2012-05-10 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Service test for exhaust gas treatment system
DE102012209240A1 (de) * 2012-05-31 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Plausibilisierung einer Messvorrichtung zur Ermittlung einer Qualität einer Harnstoffwasserlösung in einem Behälter eines SCR-Katalysatorsystems
US9528462B2 (en) 2012-06-15 2016-12-27 GM Global Technology Operations LLC NOx sensor plausibility monitor
SE538193C2 (sv) 2012-07-05 2016-03-29 Scania Cv Ab SCR-system och förfarande vid ett SCR-system
DE102012211703A1 (de) 2012-07-05 2014-01-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überprüfung eines Stickoxidsensors
US20140065041A1 (en) 2012-08-28 2014-03-06 Cummins Emission Solutions, Inc. Emissions aftertreatment component recovery system and method
CN104603412B (zh) * 2012-08-31 2017-06-09 沃尔沃卡车集团 用于估计反应剂质量的方法和系统
WO2014073408A1 (ja) 2012-11-07 2014-05-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102012025002A1 (de) 2012-12-20 2014-06-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Diagnose eines Abgaskatalysators, Diagnoseeinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen
US9038369B2 (en) 2013-02-13 2015-05-26 Cummins Inc. Systems and methods for aftertreatment system diagnostics
JP5672328B2 (ja) 2013-03-22 2015-02-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102013006153A1 (de) 2013-04-10 2014-10-30 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors
DE102013209487B4 (de) 2013-05-22 2020-07-02 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
CN105283642B (zh) 2013-06-10 2018-03-09 博世株式会社 控制装置、内燃机的排气净化装置及排气净化装置的控制方法
DE102013012575A1 (de) 2013-07-30 2015-02-05 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Wirkungsgrades einer Abgasreinigungsvorrichtung
US9109495B2 (en) 2013-08-08 2015-08-18 GM Global Technology Operations LLC Method and system for identifying a source of nitrogen oxide reduction inefficiency
JP6037037B2 (ja) 2013-09-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 センサの異常診断装置
SE540265C2 (sv) 2014-01-31 2018-05-15 Scania Cv Ab Förfarande och system vid tillförsel av tillsatsmedel till en avgasström
US10001042B2 (en) 2014-03-03 2018-06-19 Cummins Inc. Systems, methods, and apparatus for reductant dosing in an SCR aftertreatment system
US20150273395A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 GM Global Technology Operations LLC Reductant quality and scr adaption control system
DE112014006820T5 (de) 2014-07-18 2017-04-06 Cummins Emission Solutions Inc. Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren mit zwei geregelten Reduktionsmittel-Dosiersystemen
JP2016098682A (ja) 2014-11-19 2016-05-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9784166B2 (en) * 2014-12-30 2017-10-10 Cummins Inc. NOx sensor diagnostic for an exhaust aftertreatment system
US9879580B2 (en) * 2015-08-19 2018-01-30 Cummins, Inc. Diagnostic methods for a high efficiency exhaust aftertreatment system
DE102015222209A1 (de) 2015-11-11 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Plausibilisierung eines NOx-Sensors in einem SCR-Katalysatorsystem

Also Published As

Publication number Publication date
CN109415966A (zh) 2019-03-01
EP3485153A4 (en) 2020-01-22
SE1651058A1 (en) 2018-01-15
US20210293172A1 (en) 2021-09-23
EP3485153B1 (en) 2021-02-17
SE541557C2 (en) 2019-10-29
BR112018075702A2 (pt) 2019-04-02
WO2018013038A1 (en) 2018-01-18
US11319857B2 (en) 2022-05-03
EP3485153A1 (en) 2019-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108138629B (zh) 用于诊断后处理系统的方法和系统
CN108603433B (zh) 用于诊断排气传感器的方法和系统
CN101832170B (zh) 用于尾气净化系统的异常诊断装置及尾气净化系统
US20150033706A1 (en) Method and apparatus for determining the efficiency of an exhaust gas purification device
KR20190021460A (ko) 후처리 시스템을 진단하기 위한 시스템 및 방법
US20210033012A1 (en) Method and system for diagnosing an aftertreatment component subjected to an exhaust gas stream
CN112219018B (zh) 确定与废气排放量有关的基准值的方法和系统
KR102158684B1 (ko) 배기가스 스트림으로의 첨가제 공급을 교정할 때 사용하기 위한 시스템 및 방법
CN108138639B (zh) 用于限制燃式发动机产生的功的方法
CN108138630B (zh) 在修正给排气流的添加剂供应时使用的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application