KR20190116918A - 2개 이상의 계량공급 밸브를 포함하는 scr 시스템의 점검 방법 - Google Patents

2개 이상의 계량공급 밸브를 포함하는 scr 시스템의 점검 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 이송 펌프와 복수의 계량공급 밸브(A, B)를 포함하는 SCR 시스템을 점검하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 경우 하나 이상의 계량공급 밸브에 결함이 있다. 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다. 시작 시, 이송 펌프(41)를 통해 이송되는 환원제 용액의 질량(mp)과 명목상 모든 계량공급 밸브(A, B)를 통해 계량공급되는 환원제 용액의 질량(mD)으로부터 SCR 시스템(1)의 총 트리밍(Yg)이 산출된다(200). 그런 다음, 계량공급 밸브들 중 하나(A)에 대해, 선행된 적응 주기(220) 동안 상기 하나의 계량공급 밸브(A)가 계량공급한 환원제 용액의 질량 분율(μA)이 산출된다(300). 이에 후속하여, 각각 계량공급 밸브(A, B)를 통한 계량공급(401, 411) 이전의 압력(pv.A, pv.B)과 계량공급(401, 411) 이후의 압력(pn,A, pn,B) 간의 계량공급 밸브들(A, B)의 압력차들(ΔpA, ΔpB)이 산출된다. 그에 이어서, 계량공급 밸브들 중 하나(A)의 압력차(ΔpA) 및 추가 계량공급 밸브(B)의 압력차(ΔpB)로부터 하나 이상의 압력차 비(
Figure pat00019
)가 산출된다(500). 전술한 값들을 토대로, 총 트리밍(Yg), 계량공급 밸브들 중 하나(A)를 위한 환원제 용액의 질량 분율(μA), 및 압력차 비(
Figure pat00020
)로부터 상기 계량공급 밸브(A)를 위한 트리밍(YA)이 산출되며(600), 마지막으로 상기 하나의 계량공급 밸브(A)의 트리밍(YA)이 제1 임계값(S1)을 상회하거나 제2 임계값(S2)을 하회할 경우, 결함(611)이 검출된다.

Description

2개 이상의 계량공급 밸브를 포함하는 SCR 시스템의 점검 방법{METHOD FOR CHECKING AN SCR SYSTEM HAVING AT LEAST TWO METERING VALVES}
본 발명은, 2개 이상의 계량공급 밸브를 포함하는 SCR 시스템에서, 각각의 계량공급 밸브를 위한 트리밍(trimming)을 이용하여 상기 SCR 시스템을 점검하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 컴퓨터에서 실행될 때 상기 방법의 각각의 단계를 수행하는 컴퓨터 프로그램 및 상기 컴퓨터 프로그램을 저장하는 기계 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성된 전자 제어 장치에 관한 것이다.
오늘날, 자동차에서 내연기관의 배기가스 내 질소산화물(NOx)의 환원을 위해 특히 SCR 촉매 컨버터들이 이용되고 있다. DE 103 46 220 A1호는 SCR(선택적 촉매 환원)의 기본적인 원리를 기술하고 있다. 여기서, SCR 촉매 컨버터 표면 상에 있는 질소산화물 분자들은 환원제로서의 암모니아(NH3)의 존재 시 원소 질소로 환원된다. 환원제는, 시중에 AdBlue®이라고도 알려져 있는, 암모니아에서 분리되는 요소수의 형태로 공급된다. 이송 펌프는 환원제 탱크로부터 환원제 용액을 압력 라인을 통해 하나 이상의 계량공급 모듈 쪽으로 이송한다. 계량공급 모듈은, 환원제 용액을 이후 SCR 촉매 컨버터의 상류에서 배기가스 라인 내로 계량공급하는 데 이용되는 계량공급 밸브를 포함한다. 계량공급의 제어는, SCR 시스템의 작동을 위한 계량공급 전략들이 저장되어 있는 전자 제어 장치에서 수행된다.
SCR 시스템의 소위 "용적 모드(volumetric mode)"에서는, 이송 펌프의 일반적으로 높은 정밀도와; 정상 상태(stationary state)에서, 이송 펌프를 통해 이송되는 환원제 용액의 매우 정확히 공지된 질량이 계량공급된 질량으로서 시스템에서 다시 배출된다는 특성;을 이용한다. 이송 펌프를 통해 이송되는 환원제 용액의 질량의 비교적 작은 공차와 결합되어, 평균적으로 높은 질량 정밀도가 설정된다. 용적 모드에서, 예컨대 이송 펌프 내 또는 계량공급 모듈 내 결함에 의해 질량 평형이 방해를 받는다면, 계량공급되는 질량은 더 이상 직접 점검될 수 없다. 이런 경우, 예컨대 압력 센서를 이용하여 압력을 모니터링하는 방법이 공지되어 있다.
DE 10 2015 216 222 A1호는, 용적 원리에 따라 작동하는, SCR 촉매 시스템의 계량공급 시스템에서, 양 오차(quantity error)를 제한하고 압력을 제어하는 컴포넌트 제어 방법을 기술하고 있다. 이 방법의 경우, 계량공급 밸브 및 이송 펌프를 위한 총 트리밍(total trimming)이 계산되며, 그럼으로써 기설정 가능한 제어 한계들 이내에서 계량공급 시스템의 압력 제어가 계량공급 시스템의 기설정 가능한 양 정밀도를 보장한다. 이 경우, 이송 펌프 및 계량공급 밸브의 최대 허용 총 트리밍은, 계량공급 시스템에 대해 기설정 가능하고 허용되는 양 오차가 결코 초과되지 않도록, 상기 두 컴포넌트에 대해 개별적으로 계산된다. 두 컴포넌트 중 하나에 결함이 있는 경우, 다른 컴포넌트의 제어의 제한을 통해, 기설정 가능한 압력 범위 이내에서 기설정 가능한 양 오차보다 더 큰 양 오차가 발생할 수 있는 상황이 방지된다. 이런 방식으로, 오차를 모르더라도, 여전히 규정값(specification) 이내에 있는 컴포넌트가 결함이 있는 컴포넌트를 자동으로 보상한다.
오늘날, SCR 시스템들에서는 흔히, 환원제 용액을 배기가스 라인 내로 계량공급하는 데 이용되는 계량공급 밸브가 복수 개 사용되며, 이들 계량공급 밸브는 일반적으로 상이한 SCR 촉매 컨버터들에 할당된다. 전형적으로, 복수의 계량공급 밸브는, 압력 라인의 하나 이상의 공통 부분을 통해, 모든 계량공급 밸브를 위한 환원제 용액을 공급하는 동일한 이송 펌프와 연결된다. 그에 따라, 이송되는 질량을 명백히 단 하나의 계량공급 밸브에만 할당할 수 없다.
DE 10 2012 218 092 A1호는, 하나 이상의 계량공급 밸브의 기능 모니터링을 위한 방법을 기술하고 있다. 환원제 용액은 이송 펌프 및 하나 이상의 계량공급 밸브에 의해 클록 제어 방식으로 계량공급된다. 이 경우, 압력은 계량공급 밸브의 제어 시 검출되어 적응형 필터에 의해 평가된다. 그에 이어서, 적응형 필터에 의해 평가된 상기 압력값들과 예상 비교 데이터의 비교가 수행된다. 마지막으로, 상기 비교를 기반으로, 계량공급 밸브 내 결함 및/또는 환원제 용액의 계량공급된 질량에서의 오차가 결정된다.
본 발명에 따라서, 하나의 이송 펌프 및 2개 이상의 계량공급 밸브, 특히 복수의 계량공급 밸브를 포함하는 SCR 시스템의 점검을 위한 방법이 제시된다. 이송 펌프는 압력 라인을 통해 환원제 용액을 2개 이상의 계량공급 밸브 쪽으로 이송하며, 그런 다음 계량공급 밸브들이 환원제 용액을 배기가스 라인 내로 계량공급한다. 2개 이상의 계량공급 밸브 중에서 하나 이상의 계량공급 밸브에 결함이 있을 수 있다. "결함이 있는" 계량공급 밸브는, 계량공급 밸브가 결함을 가지고 있거나, 부정확한 용적 또는 부정확한 질량의 환원제 용액을 계량공급함을 의미한다.
본원의 방법은 하기 단계들을 포함한다.
시작 시, SCR 시스템의 시스템 압력이 목표 압력으로 조정되는, DE 10 2015 216 222 A1호로부터 공지된 총 트리밍이 산출된다. 총 트리밍(Yg)은 이송 펌프를 통해 이송되는 환원제 용액의 질량(mp)과 명목상 모든 계량공급 밸브를 통해 계량공급되는 환원제 용액의 질량(mD)으로부터 하기 공식 1에 따라 계산된다.
Figure pat00001
(공식 1)
총 트리밍을 이용하여, 이송 펌프를 의해 이송되는 환원제 용액의 질량과 모든 계량공급 밸브를 통해 계량공급되는 환원제 용액의 질량을 상호 조정하기 위해, 적응(adaptation)이 수행될 수 있다.
또한, 모든 계량공급 밸브를 통해 계량공급된 총 질량을 기준으로, 선행된 적응 주기 동안 하나의 계량공급 밸브에 의해 계량공급된 환원제 용액의 질량의 분율이 산출된다. 계량공급 밸브들 중 하나에 대한 환원제 용액의 소위 질량 분율을 산출하기 위해, 모든 계량공급 밸브를 통해 계량공급되는 총 질량이 1로 설정되며, 그럼으로써 질량 분율은 무차원 변수(dimensionless variable)를 나타낸다. 선행된 적응 주기는 예컨대 상기에서 기술한 총 트리밍이 산출되고 적응이 실행되는 주기일 수 있으며, 예컨대 100회의 계량공급을 포함한다. 따라서 바로 1인 모든 질량 분율의 합이 도출된다. 질량 분율의 산출 시, 명목상 계량공급된 환원제 용액의 질량, 및 선행된 적응 주기에서 각각의 계량공급 밸브의 제어를 위한 매개변수가 사용될 수 있다. 계량공급 밸브의 각각의 제어 시, 계량공급되는 질량이 산출되어 가산된다. 이렇게, 적응 주기의 종료 시, 상호 간의 관계에서 계량공급 밸브들의 합산된 질량 분율들이 설정될 수 있다.
총 트리밍(Yg)은 하기 공식 2를 통해 계량공급 밸브들에 대한 질량 분율(μn) 및 트리밍(Yn)과 상관된다.
Figure pat00002
(공식 2)
개별 계량공급 밸브들의 트리밍들 간의 비율을 산출하기 위해, 상기 계량공급 밸브들 간의 압력차 비가 산출된다. 트리밍들과 압력차들은 각각의 계량공급 밸브들에 대해 상호 동일한 비율이다.
Figure pat00003
(공식 3)
위의 공식에서,
Figure pat00004
는 예시의 계량공급 밸브(A)를 통한 계량공급 시 압력차(ΔpA)와, 추가 계량공급 밸브들 중 하나를 통한 계량공급 시 압력차(Δpn) 간의 압력차 비를 명시한다. μA는 예시의 계량공급 밸브(A)에 대한 질량 분율이고, μn은 추가 계량공급 밸브들 중 하나에 대한 질량 분율이다. YA는 예시의 계량공급 밸브(A)에 대한 트리밍을 나타내고, Yn은 추가 계량공급 밸브들 중 하나의 트리밍을 나타낸다. 각각의 계량공급 밸브의 압력차는 상기 계량공급 밸브를 통한 계량공급 이전의 압력과 상기 계량공급 밸브를 통한 계량공급 이후의 압력 간의 차로서 계산된다.
바람직한 방식으로, 압력차들을 산출하기 위해, 동일한 계량공급 밸브를 통해 여러 번의 계량공급이 수행될 수 있으며, 여러 번의 계량공급을 통해 압력차가 평균될 수 있다. 이는, 시간적으로 제한되는 간섭 인자들(interference factor)은 단지 적은 영향만을 미친다는 장점을 제공한다.
압력차 비가 산출된 후에, 계량공급 밸브들 중 하나를 위한 트리밍이 계산된다. 계량공급 밸브들 중 하나를 위한 트리밍은 총 트리밍, 질량 분율, 및 압력차 비로부터 산출된다.
공식 4는 공식 2 및 공식 3에서 기인하며, 예시의 계량공급 밸브(A)에 대한 트리밍(YA)이 어떻게 산출될 수 있는지를 명시한다.
Figure pat00005
(공식 4)
상기 공식에서의 기호들은 전술한 기호들에 상응한다. 또한, 모든 질량 분율을 합산하는 대신, 모든 질량 분율의 합이 1로 도출되는 이미 언급한 관계를 통해, 추가 계량공급 밸브들의 질량 분율들 중 하나가 직접 계산될 수도 있다.
마지막으로, 관련 트리밍이 제1 상한 임계값을 상회하거나 제2 하한 임계값을 하회한다면, 다시 말해 허용 범위를 벗어난다면, 계량공급 밸브에 결함이 있는 것으로 인식된다.
일 양태에 따라, 하나 이상의 추가 계량공급 밸브의 추가 트리밍은, 전술한 방식으로, 총 트리밍; 추가 계량공급 밸브를 위한 환원제 용액의 질량 분율; 및 압력차 비;로부터 산출될 수 있다.
그러나 바람직하게는, 추가 트리밍이 일측 계량공급 밸브의 트리밍과 압력차 비로부터 계산된다. 하기 공식 5에는, 예시로서 2개의 계량공급 밸브에 대한 계산이 표현되어 있다:
Figure pat00006
(공식 5)
여기서 YB는 추가 계량공급 밸브의 트리밍이고, YA는 일 계량공급 밸브의 트리밍이며,
Figure pat00007
는 일 계량공급 밸브와 추가 계량공급 밸브 간의 압력차 비이다. 모든 추가 계량공급 밸브를 지시하는 첨자 n이 추가 계량공급 밸브를 지시하는 첨자 B로 대체될 경우, 공식 5는 변환을 통해 공식 3으로부터 직접 유도된다. 이런 유형의 계산은, (아직 계산될 트리밍을 제외하고) 다른 트리밍들이 이미 산출되었다면, 2개보다 많은 계량공급 밸브에 대해서도 일반화될 수 있다.
두 방식 중 어느 방식이 추가 계량공급 밸브의 트리밍의 산출을 위해 사용되는지의 여부와 무관하게, 관련 트리밍이 제3 임계값을 상회하거나 제4 임계값을 하회한다면, 추가 계량공급 밸브에 결함이 있는 것으로 인식된다. 또한, 비교 시 계량공급 밸브들 각각에 대해 자체 쌍의 임계값들이 사용될 수 있다.
본원의 방법을 위해, 동일한 시간에 항상 환원제 용액의 단 1회의 계량공급만이 오직 하나의 계량공급 밸브만을 통해 수행되도록 하기 위해, 특수한 계량공급 전략들이 제공될 수 있는데, 그 이유는 그렇지 않을 경우 각각의 압력차가 더 이상 하나의 계량공급 밸브에 할당될 수 없고, 이는 압력차 비를 왜곡시킬 수도 있기 때문이다. 하기에서는, 계량공급 시 간섭 영향들이 해소되거나 적어도 감소될 수 있게 하는 다양한 계량공급 전략들이 제안된다. 하기의 계량공급 전략들은 부분적으로 또는 완전히 서로 조합될 수 있다.
일 계량공급 전략에서, 복수의 계량공급 밸브를 위한 동시 계량공급 요구량을 계량공급 밸브들에 대해 교호적으로 연이어 수행되는 계량공급 요구량들로 분할할 수 있다. 그럼으로써, 상이한 계량공급 밸브들을 통한 계량공급들이 동시에 행해지지 않는 점이 달성된다.
또 다른 계량공급 전략에서, 환원제 용액의 계량공급 대상 용적이 여러 번의 계량공급으로 분할될 수 있다. 그 결과, 실행되는 계량공급의 수가 증가하고, 그에 따라 평가 가능한 압력차들도 증가한다.
계량공급 시 압력차를 정확하게 산출할 수 있도록 하기 위해, 계량공급 이전의 압력과 계량공급 이후의 압력이 충분히 정적이어야 한다. 그러므로 바람직하게는, 동일한 계량공급 밸브를 통해서뿐만 아니라 상이한 계량공급 밸브들을 통해서도, 연이어 수행되는 2회의 계량공급 간에 압력이 천이되는 대기 시간이 대기될 수 있다. 바람직한 대기 시간은 바람직하게 200㎳보다 길고, 특히 바람직하게는 250㎳와 같거나 더 길다. 이와 유사하게, 이송 시 압력차의 산출 시에도, 이송 이전의 압력과 이송 이후의 압력이 충분히 정적인 점이 적용된다. 그러므로 이송과 계량공급 간에 상응하는 대기 시간이 대기될 수 있다.
이송 펌프가 계량공급 동안 환원제를 이송하면, 압력 라인 내부의 압력은 산출된 압력차가 왜곡되는 방식으로 변동된다. 그 결과, 상기 계량공급 시 산출된 압력차 비를 폐기하는 것이 바람직한 것으로 입증되었다.
압력차는 SCR 시스템의 강성에 좌우된다. 계량공급 밸브들은 서로 유압으로 연결되어 있기 때문에, 강성은 모든 계량공급 밸브에 대해 똑같이 적용된다. 상이한 계량공급 밸브들에 대한 압력차들을 비교할 수 있도록 하기 위해, 강성이 일정하게 유지되도록 계량공급 전략이 선택될 수 있다. 그러나 강성은 환원제 용액 내에 용해된 공기의 비율과 더불어 변동될 수 있다. 그러므로 바람직하게는 상이한 계량공급 밸브들에 대한 압력차들의 산출은 상호 간의 제한된 시간 간격으로 수행될 수 있다. 그 결과, 연이어 수행되는 계량공급들 간의 대기 시간이 너무 크게 선택되지 않으며, 예컨대 약 250㎳이다. 또한, 강성은 우세 압력 레벨에 좌우된다. 그 결과, 바람직하게는 실질적으로 동일한 압력 레벨 이내에서 계량공급들이 수행된다.
SCR 시스템은 특히 계량공급 주기의 시작 시 공기가 없는 것이 아니라, 대부분 압력 라인 내에 기포들을 포함하고 있다. 상기 기포들이 계량공급 시 마찬가지로 압력 라인으로부터 외부로 씻겨나갈 경우, 압력차는 변동된다. 그러므로 바람직하게는 계량공급 주기의 시작 시 압력차 비를 산출하지 않을 수 있다.
일 양태에 따라서 추가로, 총 트리밍이 1과 다를 경우, 그래서 이송 펌프를 통해 이송되는 환원제 용액의 질량과 명목상 모든 계량공급 밸브를 통해 계량공급되는 환원제 용액의 질량이 서로 다를 경우, 결함인 것으로 인식될 수 있다.
본원의 컴퓨터 프로그램은, 특히 컴퓨터 또는 제어 장치에서 실행될 때 본원 방법의 각각의 단계를 수행하도록 구성된다. 본원의 컴퓨터 프로그램은, 종래 제어 장치에서 이 제어 장치의 구조적 변경 없이도 본원 방법을 구현할 수 있게 한다. 이를 위해 본원의 컴퓨터 프로그램은 기계 판독 가능 저장 매체에 저장된다.
본원의 컴퓨터 프로그램을 종래의 전자 제어 장치에 설치함으로써, 2개 이상의 계량공급 밸브를 포함하는 SCR 시스템을 점검하도록 구성된 전자 제어 장치가 확보된다.
본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있고 하기 기재내용에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 의해 점검될 수 있는, 복수의 계량공급 밸브를 포함하는 SCR 시스템의 개략도이다.
도 2는 계량공급 밸브의 제어, 이송 펌프의 제어, 및 도 1의 SCR 시스템의 압력을 시간에 걸쳐서 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 순서도이다.
도 1에는, 하나 이상의 (미도시한) SCR 촉매 컨버터를 위한 SCR 시스템(1)의 개략도가 도시되어 있다. SCR 시스템(1)은 2개의 계량공급 모듈(21, 22)을 포함하며, 제1 계량공급 모듈(21)은 제1 계량공급 밸브(A)를 포함하고, 제2 계량공급 모듈(22)은 제2 계량공급 밸브(B)를 포함한다. 또 다른 실시예들에서는 추가 계량공급 밸브가 제공될 수도 있다. 계량공급 모듈들(21, 22)은 압력 라인(3)을 통해 이송 모듈(4)과 연결되며, 이 이송 모듈은, 환원제 탱크(5)로부터 환원제 용액을 압력 라인(3) 내로 이송하는 이송 펌프(41)를 포함한다. 압력 라인(3)은, 공통 섹션(30)의 하류에서, 제1 계량공급 모듈(21)로 이어지는 제1 섹션(31)과; 제2 계량공급 모듈(22)로 이어지는 제2 섹션(32);으로 분할된다. SCR 시스템(1)은, 이송 펌프(4)를 통해 이송되는 환원제 용액의 질량이 계량공급 밸브들(A, B)을 통해 완전하게 계량공급되는 용적 모드로 작동한다. 또한, 압력 센서(6)는 압력 라인(3)의 공통 섹션(30) 내에 배치되어, 그곳에서 압력(p)을 측정할 수 있다. 압력 센서(6); 이송 펌프(41)를 포함한 이송 모듈(4); 및 계량공급 밸브들(A, B)을 포함한 계량공급 모듈들(21, 22);은 공통 전자 제어 장치(7)와 연결되어 이 전자 제어 장치를 통해 제어된다.
도 2에는, 계량공급 밸브들 중 하나(A 또는 B), 예컨대 제1 계량공급 밸브(A)를 통한 여러 번의 계량공급(101)(편의상 1회의 계량공급에만 예시로서 도면부호가 부여되어 있음)을 포함하는, 계량공급 밸브(A)의 제어(100)와; 환원제 용액이 압력 라인(3) 내로 이송되게 하는 여러 번의 펌프 양정(141)(마찬가지로 1회의 펌프 양정에만 도면부호가 부여되어 있음)을 포함하는, 이송 펌프(41)의 제어(140);의 그래프가 시간(t)에 걸쳐 도시되어 있다. 그 외에도, 결과로 초래된, 압력 라인(3) 내의 압력 센서(6)에 의해 측정되는 압력(p)도 도시되어 있다. 펌프 양정(141)이 실시되었다면, 압력(p)은 강하게 상승하며, 계량공급들(101)이 실시되면 점진적으로 하강한다.
상기 그래프를 기반으로, 이용되는 계량공급 전략의 양태들이 설명된다. 여기서 이용되는 계량공급 전략에서는, 환원제 용액의 계량공급 대상 용적을 여러 번의 계량공급(101)으로 분할한다. 그 외에도, 계량 주기의 시작 시, 총 3그램의 환원제 용액의 수회의 계량공급(101), 예컨대 100회의 계량공급을 대기하며, 본 그래프에는 그 중, 경우에 따라 압력 라인(3) 내에 존재하는 기포들이 외부로 씻겨나간 3회의 계량공급이 도시되어 있다.
그래프에는, 각각의 압력차(Δpk, Δpk+1, Δpk+2)가 산출되는 3회의 계량공급이 도면부호 "k, k+1 및 k+2"로 표시되어 있다. 연이어 수행되는 2회의 계량공급(k, k+1, k+2) 간에 압력(p)이 천이되는 250㎳의 대기 시간(tW)이 대기되며, 그 런 후에 압력(p)이 측정된다. 대기 시간(tW)의 선택 시, 이를 너무 크지 않게 선택하도록 유념해야 하는데, 그 이유는 그렇지 않을 경우 환원제 용액 내에 용해된 공기의 비율이 변동될 수 있고, 그로 인해 SCR 시스템(1)의 강성이 변동되기 때문이다. 예시로서, 계량공급(k) 이전의 압력(pv,k)과 계량공급(k) 이후의 압력(pn,k)[이는 다음 번 계량공급(k+1) 이전의 압력과 일치함]이 도시되어 있으며, 이들 압력에서 상기 계량공급(k)에 대한 압력차(Δpk)가 계산된다. 압력차(Δp)를 산출하기 위해, 여러 번의 계량공급(101)에 걸쳐 평균될 수 있다.
펌프 양정(141) 직전에 수행되는 계량공급들(102) 동안에, 그리고/또는 펌프 양정(141)이 수행된 압력(p)이 천이되지 않는 계량공급들(103) 동안에 산출된 압력차들은 폐기된다.
도 2와 관련된 기재내용에서 상술된 설명은 모든 계량공급 밸브(A, B) 각각에 대해 동일하게 적용된다. 특히, 모든 계량공급 밸브(A, B)를 위해 동일한 계량공급 전략이 이용되며, 물론 상기 계량공급 전략이 매칭될 수도 있다. 또한, 계량공급 전략에 따라서, 복수의 계량공급 밸브(A, B)에 대한 동시적인 계량공급 요구량들이 계량공급 밸브들(A, B)에 대해 교호적으로 연이어 수행되는 계량공급 요구량들로 분할된다. 도 3에서는, 두 계량공급 밸브가 서로 바뀔 수 있다. 이를 위해, 각각의 변수에 대해, 제1 계량공급 밸브를 지시하는 첨자 A와 제2 계량공급 밸브를 지시하는 첨자 B는 서로 교환되고, 설명에서 제1 계량공급 밸브(A)가 제2 계량공급 밸브(B)로 대체되며, 그 반대의 경우도 적용된다.
도 3에는, 2개의 계량공급 밸브의 점검을 위해 적합한 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 순서도가 도시되어 있다. 시작 시, 이송 펌프(41)에 의해 이송되는 환원제 용액의 질량(mp)과 계량공급 밸브들(A, B)을 통해 계량공급되는 환원제 용액의 질량(mD)의 비로서 총 트리밍(Yg)이 하기 공식 1에 따라 계산된다(200):
Figure pat00008
(공식 1)
비교 단계(210)에서, 총 트리밍(Yg)이 1이 아닌 것으로 결정되면, SCR 시스템(1)의 결함(211)이 출력된다. 총 트리밍(Yg)을 기반으로 하는 적응(220)을 이용하여, 이송 펌프(41)에 의해 이송되는 환원제 용액의 질량(mp)과 계량공급 밸브들(A, B)을 통해 계량공급되는 환원제 용액의 질량(mD)이 상호 조정된다. 비교 단계(210)에서, 1의 작은 공차를 갖는 총 트리밍(Yg)이 산출되면, 결함은 검출되지 않고 본원 방법이 계속 진행될 수 있다.
추가 단계에서, 선행된 적응(220) 동안 제1 계량공급 밸브(A)를 통해 계량공급되는 질량 분율(μA)이 산출된다(300). 이는 하기의 일례에서 명확하게 설명된다. 전체적으로, 적응(220) 동안 100회의 계량공급에서 3그램의 환원제 용액이 계량공급되며, 이 경우 제1 계량공급 밸브(A)를 통해 2그램의 환원제 용액이, 그리고 제2 계량공급 밸브(B)를 통해 1그램의 환원제 용액이 계량공급된다. 분율을 계산하기 위해, 계량공급되는 총 질량이 1로 설정된다. 그에 기초하여, 본 예에서 제1 계량공급 밸브(A)의 질량 분율(μA)은 0.67(⅔)이다.
도 2와 관련하여 이미 언급한 것처럼, 제1 계량공급 밸브(A)를 통한 계량공급(401) 이전의 압력(pv,A)의 측정(400)이 실시된다. 제1 계량공급 밸브(A)를 통한 계량공급(401)이 실행되며, 그에 이어서 계량공급(401) 이후의 압력(pn,A)의 측정(402)이 실행된다. 계량공급(401) 이전의 압력(pv,A)과 계량공급(401) 이후의 압력(pn,A)을 감산하여, 제1 계량공급 밸브(A)를 통한 계량공급(401) 시 발생하는 압력차(ΔpA)가 계산된다(403). 도 2와 관련하여 이미 설명한 것처럼, 압력차(ΔpA) 대신 평균된 압력차를 얻기 위해, 단계 400 내지 403이 반복될 수 있다.
그런 다음, 제2 계량공급 밸브(B)를 통한 계량공급(411) 이전의 압력(pv,B)의 측정(410)이 수행되기 전에, 대기 시간(tW)이 대기된다. 이와 유사하게, 제2 계량공급 밸브(B)를 통한 환원제 용액의 계량공급(411)이 수행된 다음, 계량공급(411) 이후의 압력(pn,B)의 측정(412)이 실행되며, 이들로부터 제1 계량공급 밸브(B)에 대한 압력차(ΔpB)가 계산된다(413). 여기서도, 단계들 410 내지 413이 반복되면서, 이미 기술한 압력차(ΔpB)의 평균이 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 우선, 기술한 것처럼 제1 계량공급 밸브(A)에 대한 압력차(ΔpA)가 산출되고, 그에 이에서 제2 계량공급 밸브(B)에 대한 압력차(ΔpB)가 산출된다. 또 다른 실시예에서는, 압력차들이 산출되기 전에, 단계 400 내지 403과 단계 410 내지 413이 교호적으로 연이어, 또는 또 다른 순서로 실행된다. 이 경우, 단계 400 내지 403과 단계 410 내지 413이 동시에 진행되지 않도록 유념해야 한다.
제1 계량공급 밸브(A)를 통한 계량공급(401) 시 압력차(ΔpA)와 제2 계량공급 밸브(B)를 통한 계량공급(411) 시 압력차(ΔpB)로부터, 압력차 비(
Figure pat00009
)는 하기 공식 3*에 따라 계산된다(500).
Figure pat00010
(공식 3*)
이어서, 제1 계량공급 밸브(A)의 트리밍(YA)은 총 트리밍(Yg), 제1 계량공급 밸브(A)의 질량 분율(μA), 및 압력차 비(
Figure pat00011
)로부터, 하기 공식 4*에 따라 산출된다(600).
Figure pat00012
(공식 4*)
제1 계량공급 밸브(A)에 대한 트리밍(YA)은 제1 임계값(S1) 및 제2 임계값(S2)과 비교된다(610). 제1 계량공급 밸브(A)의 트리밍(YA)이 제1 임계값(S1)을 상회하거나 제2 임계값(S2)을 하회한다면, 상기 제1 계량공급 밸브(A)에 결함이 있는 것으로 인식된다(611).
이제, 제2 계량공급 밸브(B)의 질량 분율을 모르더라도, 제1 계량공급 밸브(A)의 트리밍(YA) 및 압력차 비(
Figure pat00013
)로부터 하기 공식 5*에 따라 제2 계량공급 밸브(B)의 트리밍(YB)이 산출된다(700).
Figure pat00014
(공식 5*)
본 실시예에서, 제2 계량공급 밸브(B)의 트리밍(YB)은 제3 임계값(S3) 및 제4 임계값(S4)과 비교된다(710). 제3 임계값(S3)과 제4 임계값(S4)은 제1 임계값(S1) 및 제2 임계값(S2)과 동일하게도 선택될 수 있다. 제2 계량공급 밸브(B)의 트리밍(YB)이 제3 임계값(S3)을 상회하거나 제4 임계값(S4)을 하회한다면, 상기 제2 계량공급 밸브(B)에 결함이 있는 것으로 인식된다(711).

Claims (11)

  1. 하나 이상의 계량공급 밸브에 결함이 있을 때, 하나의 이송 펌프(41)와 복수의 계량공급 밸브(A, B)를 포함하는 SCR 시스템(1)을 점검하기 위한 방법으로서,
    - 이송 펌프(41)를 통해 이송되는 환원제 용액의 질량(mp)과 명목상 모든 계량공급 밸브(A, B)를 통해 계량공급되는 환원제 용액의 질량(mD)으로부터 SCR 시스템(1)의 총 트리밍(Yg)을 산출하는 단계(200);
    - 계량공급 밸브들 중 하나(A)에 대해, 선행된 적응 주기(220) 동안 상기 하나의 계량공급 밸브(A)가 계량공급한 환원제 용액의 질량 분율(μA)을 산출하는 단계(300);
    - 각각 계량공급 밸브(A, B)를 통한 계량공급(401, 411) 이전의 압력(pv.A, pv.B)과 계량공급(401, 411) 이후의 압력(pn,A, pn,B) 간의 계량공급 밸브들(A, B)의 압력차들(ΔpA, ΔpB)을 산출하는 단계(403, 413);
    - 계량공급 밸브들 중 하나(A, B)의 압력차(ΔpA, ΔpB) 및 다른 계량공급 밸브(B, A)의 압력차(ΔpB, ΔpA)로부터 하나 이상의 압력차 비(
    Figure pat00015
    )를 산출하는 단계(500);
    - 총 트리밍(Yg), 계량공급 밸브들 중 하나(A)를 위한 환원제 용액의 질량 분율(μA), 및 압력차 비(
    Figure pat00016
    )로부터, 상기 계량공급 밸브(A)를 위한 트리밍(YA)을 산출하는 단계(600); 및
    - 상기 하나의 계량공급 밸브(A)의 트리밍(YA)이 제1 임계값(S1)을 상회하거나 제2 임계값(S2)을 하회할 경우, 결함을 검출하는 단계(611);를 포함하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    - 총 트리밍(Yg), 하나 이상의 추가 계량공급 밸브(B)를 위한 환원제 용액의 질량 분율(μB), 및 압력차 비(
    Figure pat00017
    )로부터, 상기 하나 이상의 추가 계량공급 밸브(B)의 적어도 하나의 추가 트리밍(YB)을 산출하는 단계; 및
    - 상기 추가 계량공급 밸브(B)의 트리밍(YB)이 제3 임계값(S3)을 상회하거나 제4 임계값(S4)을 하회할 경우, 결함을 검출하는 단계(711);를 특징으로 하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    - 상기 하나의 계량공급 밸브(A)의 트리밍(YA)과 압력차 비(
    Figure pat00018
    )로부터 하나 이상의 추가 계량공급 밸브(B)의 적어도 하나의 추가 트리밍(YB)을 산출하는 단계(700); 및
    - 상기 추가 계량공급 밸브(B)의 트리밍(YB)이 제3 임계값(S3)을 상회하거나 제4 임계값(S4)을 하회할 경우, 결함을 검출하는 단계(711);를 특징으로 하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 일 계량공급 전략에서, 복수의 계량공급 밸브(A, B)를 위한 동시 계량공급 요구량이 상기 계량공급 밸브들(A, B)에 대해 교호적으로 연이어 실행되는 계량공급 요구량들로 분할되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 일 계량공급 전략에서, 환원제 용액의 계량공급 대상 용적이 여러 번의 계량공급으로 분할되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 계량공급 전략에서, 연이어 실행되는 2회의 계량공급 간에 대기 시간(tW)이 대기되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 압력차들(ΔpA, ΔpB)을 산출하기 위해, 동일한 계량공급 밸브(A, B)를 통해 여러 번의 계량공급(k, k+1, k+2)이 실행되며, 상기 압력차들(ΔpA, ΔpB)이 평균되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 총 트리밍(Yg)이 1과 다르다면, 추가로 결함(211)이 검출되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 점검 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법의 각각의 단계를 수행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램.
  10. 제9항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되는 기계 판독 가능 저장 매체.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여, 복수의 계량공급 밸브(A, B)를 포함하는 SCR 시스템(1)을 점검하도록 구성된 전자 제어 장치(7).
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