KR20220121894A - 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치 및 방법 - Google Patents

선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치는 엔진 배기관에 설치되며 배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제를 분사하기 위한 환원제 분사 모듈, 상기 환원제 분사 모듈로 공급되는 환원제의 농도를 측정하기 위한 환원제 농도 센서, 및 상기 측정된 환원제 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사하도록 상기 환원제 분사 모듈의 분사량을 제어하는 환원제 분사량 제어부를 포함한다.

Description

선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치 및 방법
본 발명은 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 내연기관의 배기가스 후처리를 위한 선택적 환원 촉매 장치의 환원제 분사 제어 장치 및 이를 이용한 환원제 분사 제어 방법에 관한 것이다.
선택적 촉매 환원(selective catalyst reduction, SCR) 장치는 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에 함유된 공해 물질들을 감소시키기 위한 배기가스 후처리 장치로서 제공될 수 있다. 상기 선택적 촉매 환원 장치는 배출되는 NOx량과 상기 SCR 장치의 전단 온도에 따른 NOx 저감 효율을 고려하여 NOx를 환원시켜 NH3로 전환시키기 위한 요소수와 같은 환원제를 배기가스의 유동 방향으로 분사할 수 있다.
이 때, 상기 SCR 장치에서 요구되는 NH3량을 요소수 농도 센서값을 기준으로 환산하여 요소수 분사량을 결정하는데, 여러 가지 이유 또는 고객 임의로 필드에서의 요소수 농도가 일정 범위 내에서 변화될 수 있다. 이러한 요소수 농도 변화는 NH3량의 변화를 일으키고 이에 따라 SCR 장치의 NOx 저감 효율을 악화시킬 수 있다. 따라서, 변화하는 요소수 농도 센서값에 따라 요소수 분사량을 조절해줄 수 있는 제어 로직이 요구된다.
본 발명의 일 과제는 환원제 농도를 이용하여 환원제 분사량을 보정하여 NOx 저감 효율을 향상시킬 수 있는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 환원제 분사 제어 장치를 의해 수행되는 환원제 분사 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치는 엔진 배기관에 설치되며 배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제를 분사하기 위한 환원제 분사 모듈, 상기 환원제 분사 모듈로 공급되는 환원제의 농도를 측정하기 위한 환원제 농도 센서, 및 상기 측정된 환원제 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사하도록 상기 환원제 분사 모듈의 분사량을 제어하는 환원제 분사량 제어부를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 환원제 분사량 제어부는 상기 측정된 환원제 농도가 정상 농도보다 높으면 상기 환원제 분사량을 감소시키고 상기 측정된 환원제 농도가 정상 농도보다 낮으면 상기 환원제 분사량을 증가시키도록 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 환원제 분사량 제어부는 환원제 농도 센서값을 수신하고 상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량을 보정하는 분사량 보정부 및 상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력하는 출력 제한부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분사량 보정부는 상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량의 보정값을 산출하는 보정값 산출부, 상기 보정값 산출부로부터 산출된 분사량 보정값을 필터링하기 위한 보정값 필터부, 및 기 설정된 온도 조건에서 상기 산출된 분사량 보정값을 출력하기 위한 출력 결정부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 출력 결정부는 엔진 냉각수의 온도, 작동유의 온도 및 상기 환원제의 온도 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 온도 범위 이내에 있을 때 상기 분사량 보정값을 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 출력 제한부는 상기 환원제 분사량의 최대값 또는 최소값에 근거하여 상기 보정된 환원제 분사량을 제한할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법에 있어서, 환원제 분사 모듈로 공급되는 환원제의 농도를 측정한다. 상기 측정된 환원제의 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정한다. 상기 결정된 보정값으로 상기 환원제 분사량을 제어한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 환원제 분사량의 보정값을 결정하는 것은, 상기 측정된 환원제의 농도가 정상 농도보다 높으면 상기 환원제 분사량을 감소시키고 상기 측정된 환원제의 농도가 정상 농도보다 낮으면 상기 환원제 분사량을 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 환원제 분사량의 보정값을 결정할 때, 환원제 농도 센서값에 따라 상기 환원제 분사량을 보정하고, 상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 환원제 분사량을 보정할 때, 상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 분사량 보정값을 필터링하고, 기 설정된 온도 조건에서 상기 산출된 분사량 보정값을 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 산출된 분사량 보정값을 출력하는 것은 엔진 냉각수의 온도, 작동유의 온도 및 상기 환원제의 온도 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 온도 범위 이내에 있을 때 상기 분사량 보정값을 출력하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력하는 것은 상기 환원제 분사량의 최대값 또는 최소값에 근거하여 상기 보정된 환원제 분사량을 제한하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 환원제 농도를 실시간으로 측정하고 상기 측정된 환원제 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사하도록 환원제 분사 모듈의 분사량을 제어할 수 있다.
따라서, 여러 가지 이유로 환원제 농도가 변화하더라도, 환원제 농도값에 따라 환원제 분사량을 보정하여 SCR 장치의 NOx 저감 효율을 유지할 수 있다. 또한, NH3 센서 장착이 불필요하게 되어 효율적인 성능 달성 및 원가 측면에서도 유리하다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 환원제 분사 제어 장치의 환원제 분사량 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 환원제 분사량 제어부의 분사량 보정부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 분사량 보정부에서 사용되는 분사량 보정맵을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 분사량 보정부의 출력 결정부를 나타내는 블록도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 환원제 분사 제어 장치의 환원제 분사량 제어부를 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 2의 환원제 분사량 제어부의 분사량 보정부를 나타내는 블록도이다. 도 4는 도 3의 분사량 보정부에서 사용되는 분사량 보정맵을 나타내는 그래프이다. 도 5는 도 3의 분사량 보정부의 출력 결정부를 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 배기가스 처리 시스템은 엔진(도시되지 않음)으로부터 배출되는 배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제를 분사하는 환원제 분사 모듈(32)을 구비하는 선택적 촉매 환원(selective catalyst reduction, SCR) 장치(30) 및 SCR 장치(30)의 전방의 배기 파이프(10)에 설치되는 디젤 산화 촉매(diesel oxidation catalyst, DOC)(20)를 포함할 수 있다. 또한, 선택적 촉매 환원(selective catalyst reduction, SCR) 장치(30)는 환원제 분사 모듈(32)로부터 분사되는 환원제의 분사량을 제어하기 위한 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치를 포함할 수 있다.
상기 환원제 분사 제어 장치는 환원제 분사 모듈(32)로 공급되는 환원제의 농도를 측정하기 위한 환원제 농도 센서(50) 및 상기 측정된 환원제 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사하도록 환원제 분사 모듈(32)의 분사량을 제어하기 위한 환원제 분사량 제어부(100)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 엔진은 굴삭기와 같은 건설기계의 구동원으로서 디젤 엔진을 포함할 수 있다. 상기 엔진은 압축 착화를 통한 연소로 필요한 동력을 발생시킬 수 있다. 배기 파이프(10)는 디젤 엔진의 배기 매니폴드에 연결되어 엔진으로부터 배기가스가 배출될 수 있다. 디젤 산화 촉매 장치(20)는 상기 디젤 엔진의 배기가스에 포함된 일산화탄소 및 탄화수소를 산화시킬 수 있다. SCR 장치(30)는 산화 촉매 장치(20) 하류의 배기 파이프(10)에 설치되어 질소산화물(NOx)을 환원시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, SCR 장치(30)는 배기 파이프(10) 내에 설치되는 선택적 촉매 환원(도시되지 않음) 및 상기 선택적 촉매 환원의 전방에서 배기 파이프(10) 내에 환원제를 분사하기 위한 환원제 분사 모듈(32)을 포함할 수 있다.
환원제 분사 모듈(32)은 엔진으로부터 배출되는 배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위하여 요소수와 같은 환원제를 분사할 수 있다. 엔진으로부터 배출된 배기가스의 온도는 수백 ℃에 이르는 고온이므로, 배기 파이프(10) 내에 분사된 상기 환원제는 곧바로 기화될 수 있다. 기화된 환원제는 배기가스와 혼합되고, 상기 환원제와 상기 질소산화물을 상기 선택적 촉매 환원을 이용하여 촉매 반응시켜 상기 질소산화물을 질소 가스와 물로 환원시킬 수 있다.
환원제 분사 모듈(32)의 분사 노즐(33)은 파이프(34)를 통해 환원제 공급 모듈(42)과 연결되어 요소수와 같은 환원제를 배기 파이프(10) 내에 분사할 수 있다. 또한, 환원제 공급 모듈(42)은 공급 라인(44a) 및 회수 라인(44b)를 통해 환원제 저장 탱크(40)에 연결될 수 있다. 환원제 저장 탱크(40)는 암모니아 생성용으로 AdBlue라는 요소수 수용액 또는 DEF(Diesel Exhaust Fluid)를 저장할 수 있다. 환원제 저장 탱크(40)에는 환원제 농도 센서(50)가 설치되어 환원제 공급 모듈(42)로 공급되는 환원제(요소수)의 농도를 실시간으로 검출할 수 있다. 이와 다르게, 환원제 농도 센서(50)는 환원제 분사 모듈(32)에 연결된 파이프(34) 또는 공급 라인(44a)에 설치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 환원제 분사량 제어부(100)는 상기 측정된 환원제 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사하도록 환원제 분사 모듈(32)의 분사량을 제어할 수 있다.
환원제 분사량 제어부(100)는 환원제 공급 모듈(42)에 연결되어 상기 결정된 보정값에 따른 환원제 분사량 제어 신호를 환원제 공급 모듈(42)로 출력하고, 환원제 공급 모듈(42)은 상기 환원제 분사량 제어 신호에 따른 환원제 분사량을 환원제 분사 모듈(32)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 환원제 분사 모듈(32)은 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사할 수 있다. 이와 다르게, 환원제 분사량 제어부(100)는 상기 환원제 분사량 제어 신호를 환원제 분사 모듈(32)로 출력하고, 환원제 분사 모듈(32)은 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 환원제 분사량 제어부(100)는 환원제 농도 센서값을 수신하고 상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량을 보정하는 분사량 보정부(110) 및 상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력하는 출력 제한부(120)를 포함할 수 있다. 분사량 보정부(110)는 상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량의 보정값을 산출하는 보정값 산출부(112), 보정값 산출부(112)로부터 산출된 분사량 보정값을 필터링하기 위한 보정값 필터부(114) 및 기 설정된 온도 조건에서 상기 산출된 분사량 보정값을 출력하기 위한 출력 결정부(116)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 보정값 산출부(112)는 환원제 농도 센서(50)로부터 환원제 농도 센서값을 수신하고 분사량 보정맵에 의해 환원제 농도에 따른 보정값(correction factor)을 산출할 수 있다. 상기 분사량 보정맵은 환원제(요소수) 농도에 따른 정상 배기(emission) 수준을 유지할 수 있는 적절한 환원제(요소수) 분사량 증감율에 근거하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 보정값은 상기 측정된 환원제 농도에 반비례하도록 설정될 수 있다. 상기 측정된 환원제 농도가 정상 농도보다 높으면 보정값은 감소하여 환원제 분사량을 감소시키고, 상기 환원제 농도가 정상 농도보다 낮으면 보정값을 증가하여 환원제 분사량을 증가시키도록 제어할 수 있다.
보정값 필터부(114)는 저역 통과 필터(low-pass filter)를 포함할 수 있다. 보정값 필터부(114)는 환원제 농도의 급격한 변화에 의한 급격한 증감율 변화를 방지하기 위하여 상기 저역 통과 필터의 주파수 대역을 적절히 조정할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 출력 결정부(116)는 엔진 냉각수의 온도, 작동유의 온도 및 상기 환원제의 온도 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 온도 범위 이내에 있을 때 상기 산출된 분사량 보정값을 출력할 수 있다. 예를 들면, 출력 결정부(116)는 배기가스 온도 센서(60)로부터 배기가스 온도, 서모스탯으로부터 엔진 냉각수 온도, 작동유 온도, 환원제(요소수) 온도 등에 관한 신호들을 수신할 수 있다. 이와 다르게, 출력 결정부(116)는 엔진 제어장치(ECU)에 연결되어 이로부터 필요한 계측값들을 수신할 수 있다.
상기 환원제(요소수) 농도 센서값은 장비 운전 초기에 변화하는 여러 가지 인자들에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 환경 조건이 안정화될 때까지 환원제 분사량을 보정하는 로직을 작동시키지 않아야 한다. 예를 들면, 요소수가 영하 11도 이하에서 얼기 때문에 출력 결정부(116)는 요소수의 온도가 기 설정된 온도 이상일 때 환원제 분사량의 보정값을 출력하여 환원제 분사량을 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 환원제 농도 센서(50) 및 SCR 장치(30) 관련 부품들이 정상적으로 작동할 때 출력 결정부(116)는 환원제 분사량을 보정하는 로직을 동작하게 한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 출력 제한부(120)는 상기 환원제 분사량의 최대값 또는 최소값에 근거하여 상기 보정된 환원제 분사량을 제한할 수 있다. 출력 제한부(120)는 분사량 보정부(110)에서 산출된 보정값의 최대값 또는 최소값을 제한하여 환원제(요소수) 분사량이 과도하게 감소되거나 증가하는 방지할 수 있다. 환원제(요소수) 분사량이 과도하게 감소될 경우 질소산화물(NOx) 배출량이 증가할 수 있고 환원제(요소수) 분사량이 과도하게 증가될 경우 암모니아(NH3) 배출량이 증가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 환원제 분사 제어 장치는 환원제 농도를 실시간으로 측정하는 환원제 농도 센서, 및 상기 측정된 환원제 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사하도록 환원제 분사 모듈의 분사량을 제어하는 환원제 분사량 제어부를 포함할 수 있다.
따라서, 여러 가지 이유로 환원제 농도가 변화하더라도, 환원제 농도값에 따라 환원제 분사량을 보정하여 SCR 장치의 NOx 저감 효율을 유지할 수 있다. 또한, NH3 센서 장착이 불필요하게 되어 효율적인 성능 달성 및 원가 측면에서도 유리하다.
이하에서는, 도 1의 환원제 분사 제어 장치를 이용하여 환원제 분사 모듈의 환원제 분사량을 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 환원제 분사 모듈(32)로 공급되는 환원제의 농도를 측정할 수 있다(S100).
예시적인 실시예들에 있어서, 환원제 저장 탱크(40)에 설치된 환원제 농도 센서(50)로부터 환원제 공급 모듈(42)로 공급되는 환원제(요소수)의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다. 이와 다르게, 환원제 분사 모듈(32)에 연결된 파이프(34) 또는 공급 라인(44a)에 설치된 환원제 농도 센서(50)로부터 환원제 분사 모듈(32)로 공급되는 환원제(요소수)의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다.
이어서, 상기 측정된 환원제의 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정할 수 있다(S110).
구체적으로, 환원제 분사량 제어부(100)는 분사량 보정맵에 의해 환원제 농도 센서(50)로부터의 환원제 농도에 따른 보정값(correction factor)을 산출할 수 있다. 상기 분사량 보정맵은 환원제(요소수) 농도에 따른 정상 배기(emission) 수준을 유지할 수 있는 적절한 환원제(요소수) 분사량 증감율에 근거하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 보정값은 상기 측정된 환원제 농도에 반비례하도록 설정될 수 있다. 상기 측정된 환원제 농도가 정상 농도보다 높으면 보정값은 감소하여 환원제 분사량을 감소시키고, 상기 환원제 농도가 정상 농도보다 낮으면 보정값을 증가하여 환원제 분사량을 증가시키도록 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 산출된 분사량 보정값을 필터링하고, 기 설정된 온도 조건에서 상기 산출된 분사량 보정값을 출력할 수 있다.
구체적으로, 저역 통과 필터(low-pass filter)를 통해 상기 산출된 분사량 보정값을 필터링할 수 있다. 환원제 농도의 급격한 변화에 의한 급격한 증감율 변화를 방지하기 위하여 상기 저역 통과 필터의 주파수 대역을 적절히 조정할 수 있다.
또한, 엔진 냉각수의 온도, 작동유의 온도 및 상기 환원제의 온도 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 온도 범위 이내에 있을 때 상기 산출된 분사량 보정값을 출력할 수 있다. 환원제 농도 센서값은 장비 운전 초기에 변화하는 여러 가지 인자들에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 환경 조건이 안정화될 때까지 환원제 분사량을 보정하는 로직을 작동시키지 않아야 한다. 예를 들면, 요소수가 영하 11도 이하에서 얼기 때문에 요소수의 온도가 기 설정된 온도 이상일 때 환원제 분사량의 보정값을 출력하여 환원제 분사량을 제어하는 동작을 수행할 수 있다. 환원제 농도 센서(50) 및 SCR 장치(30) 관련 부품들이 정상적으로 작동할 때 환원제 분사량을 보정하는 로직을 동작시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력할 수 있다. 상기 환원제 분사량의 최대값 또는 최소값에 근거하여 상기 산출된 보정값의 최대값 또는 최소값을 제한하여 요소수 분사량이 과도하게 감소되거나 증가하는 방지할 수 있다.
이후, 상기 결정된 보정값으로 상기 환원제 분사량을 제어할 수 있다(S120).
예시적인 실시예들에 있어서, 환원제 분사량 제어부(100)는 상기 결정된 보정값에 따른 환원제 분사량 제어 신호를 환원제 공급 모듈(42)로 출력하고, 환원제 공급 모듈(42)은 상기 환원제 분사량 제어 신호에 따른 환원제 분사량을 환원제 분사 모듈(32)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 환원제 분사 모듈(32)은 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 배기관 20: 디젤 산화 촉매 장치
30: 선택적 촉매 환원 장치 32: 환원제 분사 모듈
34: 파이프 40: 환원제 저장 탱크
42: 환원제 공급 모듈 44a: 공급 라인
44b: 회수 라인 50: 환원제 농도 센서
60: 배기가스 온도 센서 100: 환원제 분사량 제어부
110: 분사량 보정부 112: 보정값 산출부
114: 보정값 필터부 116: 출력 결정부
120: 출력 제한부

Claims (12)

  1. 엔진 배기관에 설치되며 배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제를 분사하기 위한 환원제 분사 모듈;
    상기 환원제 분사 모듈로 공급되는 환원제의 농도를 측정하기 위한 환원제 농도 센서; 및
    상기 측정된 환원제 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고 상기 결정된 보정값을 갖는 분사량으로 환원제를 분사하도록 상기 환원제 분사 모듈의 분사량을 제어하는 환원제 분사량 제어부를 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환원제 분사량 제어부는, 상기 측정된 환원제 농도가 정상 농도보다 높으면 상기 환원제 분사량을 감소시키고 상기 측정된 환원제 농도가 정상 농도보다 낮으면 상기 환원제 분사량을 증가시키도록 제어하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 환원제 분사량 제어부는
    환원제 농도 센서값을 수신하고 상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량을 보정하는 분사량 보정부; 및
    상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력하는 출력 제한부를 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 분사량 보정부는
    상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량의 보정값을 산출하는 보정값 산출부;
    상기 보정값 산출부로부터 산출된 분사량 보정값을 필터링하기 위한 보정값 필터부; 및
    기 설정된 온도 조건에서 상기 산출된 분사량 보정값을 출력하기 위한 출력 결정부를 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 출력 결정부는 엔진 냉각수의 온도, 작동유의 온도 및 상기 환원제의 온도 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 온도 범위 이내에 있을 때 상기 분사량 보정값을 출력하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 출력 제한부는 상기 환원제 분사량의 최대값 또는 최소값에 근거하여 상기 보정된 환원제 분사량을 제한하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 장치.
  7. 환원제 분사 모듈로 공급되는 환원제의 농도를 측정하고;
    상기 측정된 환원제의 농도에 따라 환원제 분사량의 보정값을 결정하고; 그리고
    상기 결정된 보정값으로 상기 환원제 분사량을 제어하는 것을 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 환원제 분사량의 보정값을 결정하는 것은, 상기 측정된 환원제의 농도가 정상 농도보다 높으면 상기 환원제 분사량을 감소시키고 상기 측정된 환원제의 농도가 정상 농도보다 낮으면 상기 환원제 분사량을 증가시키는 것을 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 환원제 분사량의 보정값을 결정하는 것은,
    환원제 농도 센서값에 따라 상기 환원제 분사량을 보정하고; 그리고
    상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력하는 것을 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 환원제 분사량을 보정하는 것은,
    상기 수신된 환원제 농도 센서값에 따라 환원제 분사량의 보정값을 산출하고;
    상기 산출된 분사량 보정값을 필터링하고; 그리고
    기 설정된 온도 조건에서 상기 산출된 분사량 보정값을 출력하는 것을 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 산출된 분사량 보정값을 출력하는 것은 엔진 냉각수의 온도, 작동유의 온도 및 상기 환원제의 온도 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 온도 범위 이내에 있을 때 상기 분사량 보정값을 출력하는 것을 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 보정된 환원제 분사량을 기 설정된 범위 내로 제한하여 출력하는 것은 상기 환원제 분사량의 최대값 또는 최소값에 근거하여 상기 보정된 환원제 분사량을 제한하는 것을 포함하는 선택적 촉매 환원의 환원제 분사 제어 방법.
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