KR20190038929A - Scr 촉매 컨버터에서 환원제 용액의 품질 제어 방법 - Google Patents

Scr 촉매 컨버터에서 환원제 용액의 품질 제어 방법 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 질소산화물 제어기를 포함하는 SCR 촉매 컨버터를 위한 환원제 용액의 품질을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법의 시작 시에, SCR 촉매 컨버터는 기설정 질소산화물 변환율로 폐루프 모드로 제어된다. 그에 이어서, 실제 암모니아 질량을 구하기 위한 실제 암모니아 질량 유량의 적분 단계; 및 모델링된 암모니아 질량을 구하기 위한 모델링된 암모니아 질량 유량의 적분 단계;가 수행된다. 그 다음에, 실제 암모니아 질량과 모델링된 암모니아 질량의 비율로서 계량 질량 인자의 계산 단계가 실행되며, 그리고 마지막으로 계량 질량 인자(fac계량)가 설정된 제1 임계값(311)을 상회했다면(지점 312에서), 불충분한 품질의 원인을 환원제 용액으로 돌리는 결함 상태가 생성된다.

Description

SCR 촉매 컨버터에서 환원제 용액의 품질 제어 방법
본 발명은 질소산화물 제어기를 포함하는 SCR 촉매 컨버터에서 환원제 용액의 품질을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 컴퓨터에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법의 각각의 단계를 실행하는 컴퓨터 프로그램, 및 상기 컴퓨터 프로그램을 저장하는 기계 판독 가능 기억 매체에도 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성되는 전자 제어 장치에 관한 것이다.
오늘날, 자동차의 배기가스 내 질소산화물(NOx)의 환원을 위해, 특히 SCR 촉매 컨버터(SCR: Selective Catalytic Reduction - 선택적 촉매 환원)가 이용된다. 이 경우, SCR 촉매 컨버터 표면 상에 있는 질소산화물 분자들은 환원제로서 암모니아(NH3)가 존재하는 상태에서 원소 질소로 환원된다. 환원제는, 암모니아가 분리되는, 상업상 "AdBlue®"로서도 공지되어 있는 요소 수용액의 형태로 제공되며, 그리고 계량 모듈을 통해 SCR 촉매 컨버터의 상류에서 배기가스 라인 내로 분사된다. 의도되는 계량률의 결정은, SCR 시스템의 작동 및 모니터링을 위한 전략들이 그 내에 저장되어 있는 전자 제어 장치 내에서 수행된다.
오늘날 공지된 SCR 촉매 컨버터들은 자신의 촉매 컨버터 표면 상에 암모니아를 저장한다. 저장성은 결정적으로 촉매 컨버터 표면의 온도에 따라 결정되며, 그리고 온도가 증가할 때에는 감소한다. 암모니아가 더욱더 많이 촉매 컨버터 표면에 결합되어 환원을 위해 가용할수록, 질소산화물 변환율은 더욱더 높아진다. SCR 촉매 컨버터의 저장성이 모두 이용되지 않는 한, 과도하게 계량 공급된 환원제는 저장된다. 이와 반대로, 계량 유닛이, 배기가스 내에 존재하는 질소산화물의 완전한 환원을 위해 필요할 수도 있는 것보다 더 적은 환원제를 공급한다면, 촉매 컨버터 표면 상에서 변함없이 일어나는 질소산화물의 환원을 통해 암모니아 충전 레벨은 감소된다. SCR 시스템들을 위해 오늘날 통상적인 계량 전략들 중에는 SCR 촉매 컨버터 내의 암모니아 충전 레벨에 대한 설정 값의 형태로 작동점을 설정하는 충전 레벨 제어가 있다. 상기 작동점은, 높은 질소산화물 변환율뿐만 아니라, 갑자기 발생하는 초과 증가된 질소산화물 질량, 즉 소위 질소산화물 피크에 대한 버퍼 역시도 보장하기 위해, 암모니아 충전 레벨이 충분하게 높도록 선택된다. 다른 한편으로, 암모니아 충전 레벨은 SCR 촉매 컨버터가 저장할 수 있는 최대 암모니아 질량에 따라서 선택된다. 그 결과로서, 특히 온도가 빠르게 상승하는 경우, 암모니아 슬립으로서도 지칭되는 사항으로서 과도하게 계량 공급된 암모니아가 이용되지 않은 채로 촉매 컨버터 표면을 통과하는 점은 방지된다.
요소 수용액의 품질은, 암모니아가 분리되는 요소 질량과 요소 수용액의 총 질량의 비율로서 정의된다. DE 10 2006 055 235 A1호에서는 환원제의 품질의 검출을 위한 방법이 기재된다. 이런 경우, SCR 촉매 컨버터의 하류에 배치되는 배기가스 센서를 통해 배기가스 내의 질소 또는 암모니아 농도가 검출된다. 그에 이어서, 상기 검출된 값들은 비교 값들과 비교되고, 편차가 있는 경우 환원제의 품질 저하가 추론된다. 통용되는 질소산화물 센서들은 암모니아에 대한 횡감도(cross sensitivity)를 나타내는데, 다시 말하면 상기 센서들의 센서 신호는 질소산화물 농도를 포함할 뿐만 아니라, 질소산화물과 암모니아로 이루어진 합 신호 역시도 나타낸다. 질소산화물 센서가 SCR 촉매 컨버터의 하류에 배치되는 경우, 센서 신호의 상승은 감소하는 질소산화물 변환율, 다시 말해 질소산화물 농도의 상승을 지시할 수 있을 뿐만 아니라, 암모니아 슬립과, 암모니아 농도의 상응하는 상승 역시도 지시할 수 있다. 그 결과로서, 질소산화물과 암모니아의 직접적인 구분은 상기 센서들로는 불가능하다.
암모니아 충전 레벨과 질소산화물 변환율 간의 관계에서부터, 한편으로, 환원제의 과화학량론적 계량이 SCR 촉매 컨버터 내에 저장된 암모니아 질량의 상승을 야기한다면, 질소산화물 변환율의 상승이 판명된다. 다른 한편으로, SCR 촉매 컨버터가 이미 최적으로 작동되는 경우라면, 질소산화물 변환율은 변함없이 유지된다. 이런 경우에, 측정되는 질소산화물 변환율이 감소한다면, 다시 말해 앞에서 기재한 센서 신호가 상승한다면, 이는 SCR 촉매 컨버터 하류의 암모니아에 기인할 수 있다. 이런 경우, SCR 촉매 컨버터의 최대 저장성이 모두 이용되었고 그에 따라 과도하게 계량 공급된 암모니아가 이용되지 않은 채로 촉매 컨버터 표면을 통과한다는 점, 다시 말해 암모니아 슬립이 발생한다는 점이 상정될 수 있다.
DE 10 2010 002 620 A1호는, 공칭 계량 질량과 실제 계량 질량 사이의 비율을 표시하는 적응 인자(adaptation factor)를 이용하는 계량 질량의 설정을 기재하고 있다. 상기 적응 인자는 환원제의 파일럿 제어 질량을 직접 변동시키며, 그리고 SCR 촉매 컨버터의 하류에서 센서를 통해 측정되는 질소산화물 농도를 모델링된 질소산화물 값으로 조정하기 위해 이용된다. 계량 전략은 I 제어기에 의해 각각의 시스템에, 그리고 상대적으로 더 오래 지속되는 환경 영향들에 매칭되며, 그리고 그에 따라 시스템 결함이 있는 경우 필요한 적응 개입들(adaptation intervention)의 횟수를 감소시킬 수 있다. 더 나아가, 폐루프 제어는, 예컨대 부적절한 환원제의 탱크 충전 시에 매우 크고 자연 발생적인 변화량들 역시도 고려할 수 있다. 이 경우, I 제어기는 매우 정확하기는 하지만, 그러나 그에 상응하게 느리게 작용하며, 그리고 환원제의 품질 및 환원제의 희석도(dilution)에 따라서, 결함의 검출 및 폐루프 제어를 위해 많은 시간을 요구할 수 있다. 이런 경우, 환원제의 희석도의 검출은 적응 인자를 통해, 또는 적응 인자와 일치하는 임계값을 통해 수행된다.
환원제의 품질을 모니터링하는 또 다른 가능성은 DE 10 2014 211 010 A1호에 기재된 것과 같은 품질 센서이다. 이런 품질 센서는 환원제 탱크 내에 직접 배치되며, 그리고 음향 방법 및/또는 광학 방법을 이용하여 암모니아 농도를 분석한다. DE 10 2012 209 240 A1호는 품질 센서의 타당성 검사를 위한 방법을 기재하고 있는데, 그 이유는 상기 품질 센서가 환원제의 작용에 기인하는 결함 민감성을 나타내기 때문이다.
환원제의 품질을 모니터링하는 세 번째 가능성은, SCR 촉매 컨버터의 상류 및 하류의 질소산화물 농도가 질소산화물 센서들에 의해 검출되고 그로부터 효율이 결정되는 것인 SCR 촉매 컨버터의 패시브 모니터링(passive monitoring)이다. 결함 검출은, 한계 효율이 설정된 기간에 걸쳐서 상회될 때 수행된다. 상기 방법은 특히 환원제의 강한 희석도를 검출하기에 적합한데, 그 이유는 시스템, 특히 질소산화물 센서들의 상대적으로 큰 공차를 통해 효율에서의 매우 큰 편차들만이 검출되기 때문이다. 예컨대 물의 탱크 충전의 결과로서 상기와 같이 크고 빠르게 발생하는 효율의 변동을 보상하기 위해, DE 10 2012 221 574 A1호에서는 충전 레벨 관측기(fill-level observer)가 제시되었다. 이런 고속 P 제어기는 상응하는 질소산화물 센서의 관련된 신호와 SCR 촉매 컨버터 하류의 모델링된 질소산화물 농도를 지속적으로 비교한다. 편차가 있는 경우, P 제어기는 공칭 효율에 다시 도달할 때까지 수 초 이내에 충전 레벨 제어를 실행할 수 있다.
본원의 방법은 질소산화물 제어기를 포함하는 SCR 촉매 컨버터를 위한 환원제 용액의 품질을 제어하기 위해 이용되며, 질소산화물 제어기는 본원의 방법의 시작 시에 SCR 촉매 컨버터가 기설정 질소산화물 변환율을 충족하도록, 다시 말하면 그에 상응하게 높은 양의 환원제가 SCR 촉매 컨버터로 공급되도록 SCR 촉매 컨버터를 폐루프 모드로 제어한다. 바람직하게는 최대 질소산화물 변환율이 설정된다. 추가 단계에서, 실제 암모니아 질량 유량뿐만 아니라 모델링된 암모니아 질량 유량은, 특히 I 제어기를 통해, 각각 실제 암모니아 질량 및 모델링된 암모니아 질량으로 적분된다.
그에 이어서, 두 암모니아 질량들의 비율을 구함으로써 계량 인자가 계산된다. 이 경우, 환원제의 계량량은, 환원제의 상대적으로 더 불충분한 품질을 보상하여 높은 질소산화물 변환율을 달성하기 위해, 질소산화물 제어기를 통해 증가된다. 그로 인한 결과로서, 환원제의 계량량의 증가는 계량 인자의 상승으로 이어진다. 상기 계산된 계량 인자가 설정된 제1 임계값을 상회한다면, 불충분한 품질의 원인을 환원제 용액으로 돌리는 시스템 내 결함 상태가 생성된다. 마지막으로, 환원제의 계량을 개루프 모드로 제어하는 전자 제어 장치 내에 결함 메모리 엔트리가 생성된다.
바람직하게는 계량 인자의 계산 단계는, 질의 단계에서 단지 실제 암모니아 질량 및/또는 모델링된 암모니아 질량이 기설정 한계 질량을 상회한 것으로 확인되었을 때에만 실행된다. 이 경우, 상기 한계 질량은 설정된 질소산화물 변환율에 따라서 결정된다. 그 결과로서, 계량 인자의 상승이 검출될 수 있고 상기 계량 인자는 타당한 결과를 제공하도록 하기 위해, 실제 암모니아 질량과 모델링된 암모니아 질량 간의 비율이 충분하게 큰 점이 보장된다.
추가적으로, 계량 인자가 설정된 제2 임계값을 하회한다면, 결함 상태는 다시 제거될 수 있다. 이런 경우에, 환원제의 품질은, 통상적인 계량을 다시 실행하기 위해, 다시 충분하게 양호해진다.
바람직하게는, 실제 암모니아 질량의 검출 동안, SCR 촉매 컨버터 상류에서 환원제를 분사하는 계량 밸브의 개방 기간 및 개방 주파수도 함께 고려될 수 있다. 또한, 모델링된 암모니아 질량은 바람직하게는 계산된 파일럿 제어 질량에 상응할 수 있다. 상기 파일럿 제어 질량은, SCR 촉매 컨버터 하류에서 의도하는 질소산화물 농도를 달성하기 위해, 분사되는 계산된 암모니아 질량이다. 상기 계산된 암모니아 질량은 배기가스 질량 유량뿐만 아니라 화학량론적 인자 및 모델링된 질소산화물 효율;과 SCR 촉매 컨버터 상류의 질소산화물 농도;의 곱셈을 통해 계산되며, 화학량론적 인자는 질소산화물 질량과 암모니아 질량 간의 비율을 나타내며, 그 결과로서 환원이 진행된다.
또 다른 양태에 따라서, 실제 암모니아 질량과 모델링된 암모니아 질량의 적분 단계는 지속적으로 진행되지만, 그러나 계량 인자의 계산 단계는 시간 이산 방식으로 진행된다. 그 결과로서, 계량 인자의 계산 단계의 빈도는 실제 암모니아 질량 또는 모델링된 암모니아 질량의 적분 단계에서 기설정 한계 값이 도달될 때까지의 기간에 따라 결정될 수 있다. 바람직하게 상기 한계 값은 앞에 기재한 한계 질량에 상응한다. 바로 그런 다음, 이산 필터가 계량 질량 인자의 계산을 위해 이용될 수 있다.
바람직하게 필터의 민감도는 마지막으로 수행된 환원제의 탱크 재충전 이벤트까지의 시간 간격에 따라 결정된다. 특히 바람직하게 필터의 민감도는 계량 질량 인자의 계산 시 필터에 의해 함께 고려되는 민감도 계수를 통해 표현된다. 본원의 컴퓨터 프로그램은, 특히 컴퓨터 또는 제어 장치에서 실행될 때, 본원의 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성된다. 본원의 컴퓨터 프로그램은, 종래의 전자 제어 장치에 대한 구조적인 변경을 실행할 필요 없이, 상기 종래의 전자 제어 장치에서의 본원의 방법의 구현을 가능하게 한다. 이를 위해, 본원의 컴퓨터 프로그램은 기계 판독 가능 기억 매체에 저장된다.
종래의 전자 제어 장치에 본원의 컴퓨터 프로그램을 설치하는 것을 통해, 환원제 용액의 품질 제어를 실행하도록 구성되는 전자 제어 장치가 확보된다.
본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있고 하기 기재내용에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따라 SCR 촉매 컨버터를 충전하고 완전 배출할 때 암모니아 충전 레벨에 따른 질소산화물 변환율; 및 암모니아 슬립;을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따라 SCR 촉매 컨버터 내에서 실제 암모니아 질량 및 모델링된 암모니아 질량의 시간 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따라 계량 인자의 시간 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예에 따라 계량 인자의 시간 곡선을 나타낸 그래프이다.
종래 방법에서, 계량 모듈 내의 계량 밸브는 SCR 촉매 컨버터의 상류에서 배기가스 라인 내로 환원제를 계량 공급하며, SCR 촉매 컨버터의 표면 상에서는 질소산화물이, 요소 수용액에서 방출되는 암모니아에 의해 원소 질소로 변환된다(미도시). 질소산화물이 어느 정도로 변환되는지를 표시하는 질소산화물 변환율(NOx변환율)은 SCR 촉매 컨버터의 암모니아 충전 레벨(FNH3) 및 그에 따른 계량 공급된 암모니아 질량(mNH3)에 따라서 결정된다. 도 1에는, 상기 질소산화물 변환율(NOx변환율)이 종래 방법의 일 실시형태에 따라서 SCR 촉매 컨버터를 충전하고(100) 완전 배출할(101) 시에 암모니아 충전 레벨(FNH3)에 걸쳐서 도시되어 있다. 암모니아 충전 레벨(FNH3)에 대한 설정 값(102)은 그래프에 표시되어 있으며, 그리고 상기 실시예에서 SCR 촉매 컨버터가 최적으로 작동되는 것인 최적의 암모니아 충전 질량(FNH3)을 나타낸다.
또한, 설정 값(102)의 둘레에는, 질소산화물 피크들에 대해서, 갑자기 발생하는 초과 증가된 질소산화물 질량을 보상해야 하는 버퍼 영역(103)이 표시되어 있을 뿐만 아니라, 암모니아가 이용되지 않은 채로 촉매 컨버터 표면을 통과하는 것인 암모니아 슬립(105)에 대한 버퍼 영역(104) 역시도 표시되어 있다. 전술한 암모니아 슬립(105)의 경우 SCR 촉매 컨버터의 하류에서 측정되는 암모니아 질량(mNH3)도 마찬가지로 암모니아 충전 레벨(FNH3)에 걸쳐서 도시되어 있다.
그러므로 SCR 촉매 컨버터의 작동을 위해, 암모니아 충전 레벨(FNH3) 및 그에 따른 환원제 용액에 의해 계량 공급되는 암모니아 질량(mNH3)의 정확한 정보가 필요하다. 암모니아 질량(mNH3)은 환원제의 요소 질량(mCH4N2O)과 일치하기 때문에, 상기 암모니아 질량은 환원제의 품질(Q)에 따라서 결정되며, 품질(Q)은 환원제의 총 질량(m총)과 요소 질량(mCH4N2O)의 비율을 나타낸다.
Figure pct00001
도 2에는, 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에 따르는 순서도가 도시되어 있다. 시작 시에, SCR 촉매 컨버터는 기설정된 높은 질소산화물 변환율(NOx변환율)로 설정된다(200). 그에 이어서, 관련된 시스템 결함이 존재하지 않는지 여부(202), 측정을 위해 이용되는 모든 질소산화물 센서가 측정 준비된 상태인지 여부(203), 계량 모듈(204)이 활성 상태인지 여부, 및 계량 공급된 양의 환원제가 예컨대 병행되는 방법들을 통해 제한되지 않는지 여부(205)에 대한 질의 단계(201)가 시작된다. 모든 작동 매개변수가 충족된다면, I 제어기를 통해, 측정되는 실제 암모니아 질량 유량은 실제 암모니아 질량(mNH3실제)으로 적분되며(206), 상기 실제 암모니아 질량은 계량 밸브의 개방 시간(t개방) 및 개방 주파수(f개방)를 통해 평가된다. 이와 동시에, 모델링된 암모니아 질량 유량은 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)으로 적분된다(207). 이 모델링된 암모니아 질량은 하기 수학식 2를 통해 계산되는 암모니아 파일럿 제어 질량(mNH3파일럿)에 상응한다.
Figure pct00002
상기 수학식에서,
Figure pct00003
는 SCR 촉매 컨버터 상류에서의 질소산화물 농도이며,
Figure pct00004
는 배기가스 라인 내의 배기가스 질량 유량이며,
Figure pct00005
는 SCR 촉매 컨버터의 모델링된 질소산화물 효율이며,
Figure pct00006
는 화학량론적 인자이다. 화학량론적 인자(
Figure pct00007
)는 질소산화물 질량(mNOx)에 대한 암모니아 질량(mNH3)의 비율을 표시한다. 질소 이산화물의 몰질량(
Figure pct00008
)(malar mass)은 근사치로 배기가스 내에 존재하는 질소산화물의 유효 몰질량(
Figure pct00009
)에 상응한다.
또한, 진행되는 SCR 반응들의 제시되지 않은 반응 방정식들로 인한 결과로서, 암모니아 물질량(
Figure pct00010
)(substance amount)은 질소 이산화물의 물질량(
Figure pct00011
)에 상응하며, 그리고 그 결과로서 화학량론적 인자(
Figure pct00012
)는 암모니아의 몰질량(
Figure pct00013
)과 질소 이산화물의 몰질량(
Figure pct00014
)의 비율을 형성한다.
그에 따라서, 화학량론적 인자(
Figure pct00015
)는 하기 수학식 3에 따라서 계산된다.
Figure pct00016
실제 암모니아 질량(mNH3실제) 또는 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)이, 질소산화물 변환율(NOx변환율)에 따라 결정되는 설정된 한계 질량(mNH3한계)을 상회한다면(208), 계량 인자(fac계량)는 실제 암모니아 질량(mNH3실제)과 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)의 비율로서 하기 수학식 4에 따라서 계산된다(209).
Figure pct00017
이는, 도 3에서, 일 실시예에 따라서 설명된다. 여기에는, 실제 암모니아 질량(mNH3실제) 및 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)의 시간 곡선이 도시되어 있다. 이와 관련하여, 한계 질량(mNH3한계)은 6g에서 선택되었다. 지점 301에서, 실제 암모니아 질량(mNH3실제)은 약 22.5분의 시간(t)에 기설정 한계 질량(mNH3한계)을 상회한다.
도 2의 순서도에서, 대등의 단계 210에서는, 적분 단계들(206 및 207) 동안 이용되는 I 제어기가 재설정된다. 여기서 주지할 사항은, 상기 두 적분 단계(206 및 207)가 지속적으로 진행되지만, 그러나 계량 인자(fac계량)의 계산 단계(209)는 이산 방식으로 수행된다는 점이다. 이 경우, 계량 인자(fac계량)의 계산 단계(209)의 빈도는, 단계 208에서 한계 질량(mNH3한계)이 상회되었을 때까지의 기간에 따라서, 다시 말하면 전술한 22.5분에 따라서 결정된다. 이런 경우에, 계량 인자(fac계량)의 계산 단계(209)는 하기 수학식 5를 기반으로 기능하는 EWMA 필터(211)(EWMA: Exponential Weighted Moving Average; 지수가중이동평균)를 통해 수행된다.
Figure pct00018
St는 시점(t)에서 EWMA의 값을 표시하며, Yt는 입력된 원시값들이며, α는 EWMA 필터의 민감도 계수이며, 이 민감도 계수는 마지막으로 수행된 환원제의 탱크 재충전 이벤트까지의 시간 간격에 따라 가변된다. 이는, 예시의 실시형태의 경우, 질소 산화물 질량(mNOx)을 검출하면서 탱크 재충전의 경우에 복귀되는 적분기(integrator)를 기반으로 가능하다. EWMA 필터를 통한 평가는 최초 초기화 시에, 그리고/또는 재설정 시에 원시값들(Yt)이 충분하게 기록되었을 때 비로소 활성화된다.
계량 인자(fac계량)는 질소산화물 제어기에 대한 설정 변수이다. 환원제의 품질(Q)이 불충분한 경우, 기설정된 높은 질소산화물 변환율(NOx변환율)을 달성하기 위해, 질소산화물 제어기는, 계량 공급되는 환원제 질량을 증가시킴으로써, 암모니아 충전 질량(FNH3)을 증가시켜야 한다(도 1 참조). 달리 말하면, 상기 질소산화물 변환율(NOx변환율)을 달성하기 위해, 상대적으로 더 높은 환원제 질량이 요구되며, 이는 계량 인자(fac계량)의 상승으로 이어진다.
추가 단계 212에서는, 계량 인자(fac계량)가, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 임계값(311)을 상회했는지 여부가 검사된다. 이는, 표시된 지점 312에서 약 25분에 수행된다. 도 2에서의 순서도의 경우, 그에 이어서, 불충분한 품질(Q)의 원인을 환원제 용액으로 돌리는 시스템 내의 결함 상태를 생성하며(213), 그리고 그런 관점에서 결함 메모리 엔트리를 작성한다(214).
또한, 대안의 실시예에서, 감소하는 계량 인자(fac계량)가 제공되며, 이는, 예컨대 환원제의 교환을 통한 품질(Q)의 향상에 대응한다. 추가 단계 215에서는, 계량 인자(fac계량)가, 도 5에 도시된 것처럼, 제2 임계값(321)을 하회했는지 여부가 검사된다. 이는 표시된 지점 322에서 약 70분에 수행된다. 이제, 도 2의 순서도에 도시된 것처럼 결함 상태는 제거된다(216).

Claims (12)

  1. 질소산화물 제어기를 포함하는 SCR 촉매 컨버터를 위한 환원제 용액의 품질 제어 방법이며,
    - 기설정 질소산화물 변환율(NOx변환율)로 SCR 촉매 컨버터를 폐루프 모드로 제어하는 폐루프 제어 단계(200)와;
    - 실제 암모니아 질량(mNH3실제)으로 실제 암모니아 질량 유량을 적분하는 적분 단계(206)와;
    - 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)으로 모델링된 암모니아 질량 유량을 적분하는 적분 단계(207)와;
    - 상기 실제 암모니아 질량(mNH3실제)과 상기 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)의 비율로서 계량 인자(fac계량)를 계산하는 계산 단계(208)와;
    - 상기 계량 인자(fac계량)가 설정된 제1 임계값(311)을 상회했다면(212), 불충분한 품질(Q)의 원인을 환원제 용액으로 돌리는 결함 상태를 생성하는 생성 단계(213)를 포함하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실제 암모니아 질량(mNH3실제) 및/또는 상기 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)이 기설정 한계 질량(mNH3한계)을 상회하는지 여부의 질의 단계(208)가 수행되며, 그리고 단지 상기 실제 암모니아 질량(mNH3실제) 및/또는 상기 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)이 한계 질량(mNH3한계)을 상회했을 때만, 상기 계량 인자(fac계량)의 계산 단계(208)가 실행되는 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계량 인자(fac계량)가 설정된 제2 임계값(321)을 하회한다면(215), 상기 결함 상태는 제거되는(216) 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실제 암모니아 질량(mNH3실제)의 검출(206) 동안 환원제 계량 밸브의 개방 기간(t개방) 및 개방 주파수(f개방)가 함께 고려되는 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)은 계산된 파일럿 제어 질량(mNH3파일럿)에 상응하며, 상기 파일럿 제어 질량은 배기가스 질량 유량(
    Figure pct00019
    )뿐만 아니라 화학량론적 인자(
    Figure pct00020
    ) 및 모델링된 질소산화물 효율(
    Figure pct00021
    );과 상기 SCR 촉매 컨버터 상류의 질소산화물 농도(
    Figure pct00022
    );의 곱셈을 통해 계산되는 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실제 암모니아 질량(mNH3실제) 및 상기 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)의 적분 단계(206, 207)는 지속적으로 진행되며, 그리고 상기 계량 인자(fac계량)의 계산 단계(209)는 시간 이산 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 계량 인자(fac계량)의 계산 단계(209)의 빈도는, 상기 실제 암모니아 질량(mNH3실제) 또는 상기 모델링된 암모니아 질량(mNH3모델링)의 적분 단계(206, 207)에서 기설정 한계 값(mNH3한계)이 상회될 때까지의 기간에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 계량 인자(fac계량)의 계산(208)을 위해 이산 필터가 이용되는(211) 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 필터의 민감도는 마지막으로 수행된 환원제의 탱크 재충전 이벤트까지의 시간 간격에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는, 환원제 용액의 품질 제어 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성되는 컴퓨터 프로그램.
  11. 제10항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 기억 매체.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 환원제 용액의 품질 제어를 실행하도록 구성되는 전자 제어 장치.
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