KR20230067717A - 배기가스 후처리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
배기가스 후처리 시스템 및 방법이 개시된다.
차량의 배기가스 후처리 방법은 차량의 내연 기관의 엔진 제어 유닛에 의해 NOx 흡착기의 질소 산화물(NOx) 저장 수준이 저장 임계값을 초과하는지 여부를 평가하는 단계, 여기서 NOx 흡착기는 내연 기관에서 발생하는 배기가스로부터 NOx를 흡착하도록 구성됨; 엔진 제어 유닛에 의하여 가속 단계 동안 차량을 가속하기 위한 가속 요청을 수신하는 단계; 및 가속 단계 동안 공연비에 대한 목표 값에 도달하도록 내연 기관의 스모크 제한 조정을 통해 내연 기관의 공연비를 린 값에서 리치 값으로 변경함으로써 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기의 재생을 활성화하는 단계를 포함하며, 상기 재생은 가속 단계의 지속 시간 이하로 제한된다.
차량의 배기가스 후처리 방법은 차량의 내연 기관의 엔진 제어 유닛에 의해 NOx 흡착기의 질소 산화물(NOx) 저장 수준이 저장 임계값을 초과하는지 여부를 평가하는 단계, 여기서 NOx 흡착기는 내연 기관에서 발생하는 배기가스로부터 NOx를 흡착하도록 구성됨; 엔진 제어 유닛에 의하여 가속 단계 동안 차량을 가속하기 위한 가속 요청을 수신하는 단계; 및 가속 단계 동안 공연비에 대한 목표 값에 도달하도록 내연 기관의 스모크 제한 조정을 통해 내연 기관의 공연비를 린 값에서 리치 값으로 변경함으로써 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기의 재생을 활성화하는 단계를 포함하며, 상기 재생은 가속 단계의 지속 시간 이하로 제한된다.
Description
본 발명은 특히 차량의 내연 기관(예를 들어 디젤 엔진 또는 기타 유형의 희박 혼합물 연소 엔진)의 작동 동안 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 배기가스 후처리 방법에 관한 것이다.
배기가스 후처리를 위한 일반적인 시스템은 내연 기관으로부터의 배기가스에 있는 유독 가스 및 오염 물질을 독성이 덜하거나 무독성인 물질로 변환하는 촉매 컨버터를 포함한다. 또한, 이러한 물질은 일반적으로 각각의 장치에 의해 배기가스 스트림으로부터 여과 및/또는 흡착된다. 이러한 시스템은 특히 가솔린 또는 디젤로 연료를 공급하는 내연 기관에 사용된다. 최근 배출 규제로 인한 NOx 배출에 대한 엄격한 요구 사항을 충족하기 위해 이러한 후처리 시스템의 효율성을 더욱 향상시키기 위한 노력이 이루어지고 있다.
선택적 촉매 환원 장치(SCR)는 촉매 컨버터에 사용되는 잘 알려진 기술 중 하나로, NOx라고 하는 질소 산화물이 촉매의 도움으로 이원자 질소(N2)와 물로 전환된다. NOx 흡착기 또는 NOx 트랩(린 NOx 트랩(LNT) 또는 NOx 저장 촉매(NSC)라고도 함)은 흡착을 통해 내연 기관으로부터의 NOx 배출을 줄이는 데 사용되는 또 다른 잘 알려진 장치이다. 배기가스 후처리를 위한 최첨단 시스템은 종종 LNT(NSC)와 SCR의 조합으로 제공된다. 이 경우, 배기가스 스트림은 먼저 내연 기관에서 LNT로 안내될 수 있다. LNT는 배기가스에서 NOx를 흡착한 다음 배기가스가 최종적으로 배기 파이프를 통해 차량에서 나가기 전에 SCR로 보낸다.
모든 구성 요소는 주로 배기가스 온도 수준에 의존하는 개별 성능 및 효율 수준을 가진다. 예를 들어, SCR 컨버터는 촉매 반응이 일반적으로 소위 활성 온도 이상에서만 시작되도록 적절하게 작동하기 위해 특정 온도가 요구된다. SCR은 일반적으로 SCR을 통과하는 배기가스에 의해 가열된다. 이러한 이유로, SCR 컨버터를 가열하고 이후 NOx 배출이 효과적으로 감소될 때까지 어느 정도 시간 또는 적절한 엔진 부하가 걸린다. 따라서, SCR은 시골이나 고속도로 주행 상황에서와 같이 더 높은 온도 수준에서 주로 효율적이다.
반면에 LNT는, 예를 들어 웜업 및 저부하 시내 주행 중과 같이 일반적으로 이미 저온에서 높은 효율을 가진다. 그러나, NOx 저장 용량에 도달했을 때 시스템을 비우기 위한 빈번한 퍼지 절차가 필요하다. 이를 위해, 엔진은 일반적으로 일반 희박 연소 작동에서 약 10 ~ 20초 정도의 펄스 또는 주어진 시간 간격 동안 높은 후분사량을 갖는 농후 연소 모드로 전환되며, 이는 이 절차 동안 다른 무엇보다도 높은 CO2 출력을 유발한다. 이 접근 방식은 각 기간 동안 안정적인 주행 조건이 필요하므로 불안정한 스탑 앤 고 상황과 일반적으로 낮은 엔진 부하로 인해 도심 주행 중에 달성하기가 매우 어려울 수 있다.
선행 기술 문서 EP 1 386 656 B1은 저온에서 펄스 재생 전략을 따르며, 여기서 하나의 긴 농후 펄스 대신에 더 작은 교번하는 농후/희박 펄스의 순서가 사용된다. 이는 배기 온도를 높이고 LNT 효율을 향상시킨다. 그러나 농후 펄스는 여전히 높은 후분사량을 필요로 하고 여전히 높은 CO2 수준으로 어려움을 겪고 있다.
따라서, 낮은 엔진 부하에서 주행할 때 증가된 효율로 LNT를 작동하기 위한 해결책을 찾을 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명은 청구항 1에 따른 방법, 청구항 6에 따른 시스템 및 청구항 11에 따른 차량을 제공한다.
본 발명의 하나의 양상에 따르면, 차량의 배기가스 후처리 방법은 차량의 내연 기관의 엔진 제어 유닛에 의해 NOx 흡착기의 질소 산화물(NOx) 저장 수준이 저장 임계값을 초과하는지 여부를 평가하는 단계, 여기서 NOx 흡착기는 내연 기관에서 발생하는 배기가스로부터 NOx를 흡착하도록 구성됨; 엔진 제어 유닛에 의하여 가속 단계 동안 차량을 가속하기 위한 가속 요청을 수신하는 단계; 및 가속 단계 동안 공연비에 대한 목표 값에 도달하도록 내연 기관의 스모크 제한 조정을 통해 내연 기관의 공연비를 린 값에서 리치 값으로 변경함으로써 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기의 재생을 활성화하는 단계를 포함하며, 상기 재생은 가속 단계의 지속 시간 이하로 제한된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 차량의 배기가스 후처리 시스템은 내연 기관에서 발생하는 배기가스로부터 NOx를 흡착하도록 구성된 NOx 흡착기; 및 상기 NOx 흡착기의 NOx 저장 수준이 저장 임계값을 초과하는지 여부를 평가하고, 가속 단계 동안 차량을 가속하기 위한 가속 요청을 수신하며, 가속 단계 동안 공연비에 대한 목표 값에 도달하도록 내연 기관의 스모크 제한 조정을 통해 내연 기관의 공연비를 린 값에서 리치 값으로 변경함으로써 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기의 재생을 활성화하도록 구성된 엔진 제어 유닛을 포함하며, 상기 재생은 가속 단계의 지속 시간 이하로 제한된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 차량은 본 발명의 다른 양상에 따른 시스템을 포함한다.
본 발명의 하나의 아이디어는 특별히 수정/조정된 스모트 제한에 의해 감소된 신선한 공기로 가속 단계 동안 LNT 재생(NOx의 탈착(DeNOx))을 제공하는 것이다.
수정으로 인해, LNT는 작은 가속 단계에서 자주 재생될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 엔진 제어 유닛을 위한 새로운 소프트웨어 기능으로서 제공될 수 있고, 따라서 대응하는 배기 가스 후처리 시스템을 갖는 모든 차량에서 용이하게 구현될 수 있다. 본 발명은 특히 차량의 저부하 작동 동안, 예를 들어 도시 주행 동안, CO2 벌칙 및 후처리 부품에 대한 추가 비용 없이 매우 낮은 NOx 배출을 초래한다. 즉, CO2 및 비용 중립적 LNT 재생을 기반으로 하는 동일한 후처리 시스템을 사용하여 저부하에서 상당한 NOx 감소를 달성할 수 있다.
본 발명을 사용하면 재생으로 전환할 때 정상적인 분사 전략을 유지할 수 있다. 이는 일반적으로 연료 소비가 증가하고 CO2 수준이 높아지는 다양한 분사 매개변수(예를 들어, 레일 압력, 후분사, 분사 시작)와 공기 경로 매개변수(예를 들어, 스로틀, 배기가스 재순환, 공기 질량, 부스트 압력)가 조정되어야 하는 일반적인 특수 DeNOx 연소 모드가 필요하지 않음을 의미한다. 더욱이, 이러한 기존 해결책은 일반적으로 안정적인 연소 조건 및/또는 낮은 동역학을 필요로 하여 저부하 도시 주행에 적합하지 않다. 본 발명은 이러한 종래의 LNT 재생 해결책의 작동 체제를 저부하 및/또는 도시 주행 시나리오로 확장하여 전체 LNT 효율성을 증가시키는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "차량" 또는 "차량의" 또는 기타 유사한 용어는 스포츠 유틸리티 차량(SUV)을 포함하는 승용차, 버스, 트럭, 다양한 상업용 차량 등을 포함하는 일반적인 자동차를 포함하고, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그인 하이브리드 전기 차량, 수소 동력 차량 및 기타 대체 연료 차량(예를 들어, 석유 이외의 자원에서 파생된 연료)를 포함하는 것으로 이해된다. 합니다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 하이브리드 차량은 2개 이상의 동력원을 갖는 차량, 예를 들어 가솔린 동력 및 전기 동력 모두를 갖는 차량이다.
본 발명의 유리한 실시예 및 개선점은 종속항에서 발견된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 엔진 제어 유닛은 차량의 주행 매개변수를 결정하고, 주행 매개변수가 사전 정의된 도시 및/또는 저부하 주행 조건을 충족하는 경우에만 가속 단계 동안 NOx 흡착기의 재생을 활성화하도록 구성될 수 있다. 방법은 상응하게 엔진 제어 유닛으로 차량의 주행 매개변수를 결정하는 단계와, 주행 매개변수가 사전 정의된 도시 및/또는 저부하 주행 조건을 충족하는 경우에만 가속 단계 동안 NOx 흡착기의 재생을 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 빈번한 부하 변화가 있는 저부하 조건, 예를 들어 기존의 재생 접근 방식은 일반적으로 10 ~ 20초 이상의 안정적인 조건에서 긴 리치 펄스를 필요로 하기 때문에 구현하기 어렵거나 기본적으로 불가능한 도시 환경에서 스탑 앤 고 주행에 대해 특히 이점을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 엔진 제어 유닛은 재생 중 가속 요청에 따라 내연 기관의 공기 스로틀 값을 공연비를 위한 목표 값에 도달하도록 조정하도록 구성될 수 있다. 방법은 상응하게 재생 중 가속 요청에 따라 내연 기관의 공기 스로틀 값을 공연비를 위한 목표 값에 도달하도록 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
따라서 공기 조절을 선택적으로 사용하여 재생을 위한 공기 공급을 추가로 조정할 수 있다. 예를 들어, 가속 펄스가 너무 작아 공연비를 목표 값으로 줄이는 데 필요한 만큼을 제공하지 못하는 경우, 적절한 타이밍에 스로틀을 활성화하면 이러한 제한을 극복하는 데 도움이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 엔진 제어 유닛은 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기의 재생으로 전환할 때 내연 기관의 분사 모드, 특히 후분사량의 활성화를 유지하도록 구성될 수 있다.
따라서 현재 설명된 조정된 스모크 제한은 가속 단계 동안 리치 펄스에 대한 특별한 연소 모드를 필요로 하지 않는다. 대신, 정상적인 CO2 최적화 연소 모드 내에서 유지되고 가속 중에 공기 부족을 사용하여 NOx 재생을 위한 리치 피크를 생성할 수 있다. 이 재생은 주행 거동에 크게 의존하며 LNT가 포화되고 기존의 DeNOx가 불가능할 때 활성화된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 시스템은 디젤 미립자 필터(DPF)를 더 포함할 수 있다. 엔진 제어 유닛은 가속 요청에 대한 응답으로 특히 DPF에서 그을음 축적에 따라 시간 및/또는 엔진 부하에서 NOx 흡착기의 재생을 제한하도록 구성될 수 있다.
현재의 접근 방식은 (스모크 제한 수정으로 인해) 가속 중에 더 높은 그을음을 야기할 것이 예상된다. 따라서 그을음이 DPF에 더 빨리 축적될 가능성이 있다. 이러한 잠재적인 결점을 상쇄하기 위해, 현재 설명된 재생 방법은 그을음 수준이 여전히 합리적인 한 합리적 및/또는 제한된 맥락에서 사용될 수 있으며, 예를 들어 LNT의 저장 용량에 도달한 시내 주행으로 제한될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시 예를 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.
본 발명에 따르면, 재생으로 전환할 때 정상적인 분사 전략을 유지할 수 있으며, 이는 연료 소비가 증가하고 CO2 수준이 높아지는 다양한 분사 매개변수(예를 들어, 레일 압력, 후분사, 분사 시작)와 공기 경로 매개변수(예를 들어, 스로틀, 배기가스 재순환, 공기 질량, 부스트 압력)가 조정되어야 하는 일반적인 특수 DeNOx 연소 모드가 필요하지 않게 한다. 본 발명은 LNT 재생 해결책의 작동 체제를 저부하 및/또는 도시 주행 시나리오로 확장하여 전체 LNT 효율성을 증가시키는 데 사용될 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 실시 예를 예시하고 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 발명의 다른 실시 예 및 본 발명의 많은 의도된 이점은 이어지는 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있음을 쉽게 인식할 수 있다. 도면의 요소는 반드시 서로에 대해 축적에 맞을 필요가 없다. 도면에서, 유사한 참조 번호는, 달리 표시되지 않는 한, 유사하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 갖는 차량을 개략적으로 도시한다.
도 2는 종래의 LNT 재생의 경우에 린 모드에서 리치 모드로 전환하는 예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1의 시스템을 사용하여 린 모드에서 리치 모드로 전환하는 예를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 1의 시스템을 사용한 엔진 성능을 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 1의 차량으로 배기가스 후처리를 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
특정 실시 예가 본 명세서에 예시되고 설명되지만, 다양한 대안적 및/또는 등가적 구현이, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 도시되고 설명된 특정 실시 예를 대체할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 일반적으로, 본 출원은 여기에 논의된 특정 실시예의 임의의 수정 또는 변형을 포함하도록 의도된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 갖는 차량을 개략적으로 도시한다.
도 2는 종래의 LNT 재생의 경우에 린 모드에서 리치 모드로 전환하는 예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1의 시스템을 사용하여 린 모드에서 리치 모드로 전환하는 예를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 1의 시스템을 사용한 엔진 성능을 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 1의 차량으로 배기가스 후처리를 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
특정 실시 예가 본 명세서에 예시되고 설명되지만, 다양한 대안적 및/또는 등가적 구현이, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 도시되고 설명된 특정 실시 예를 대체할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 일반적으로, 본 출원은 여기에 논의된 특정 실시예의 임의의 수정 또는 변형을 포함하도록 의도된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)을 갖는 차량(100)를 개략적으로 도시한다.
시스템(10)은 차량(100)의 내연 기관(1), 예를 들어, 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하도록 구성된다. 이를 위해, 시스템(10)은 일련의 배기가스 후처리 장치를 포함하며, 그 중 3개는, 즉 NOx 흡착기(2), 특히 LNT, 디젤 미립자 필터(DPF)(3) 및 선택적 촉매 환원(SCR) 장치(4)는 예시적인 배열로 도 1에 도시되어 있다. 그러나 시스템(10)은 독성 물질 및 오염 물질을 배기가스 스트림으로부터 변환, 흡착 및/또는 여과하기 위한 추가 또는 다른 촉매 장치, 예를 들어 디젤 산화 촉매 등을 포함할 수 있으며, 여기에 표시된 것과 다르게 배열되거나 배열되지 않을 수 있음을 이해해야 한다.
이 예에서, DPF(3) 및 SCR 장치(4)는 일반적으로 엔진(1)에 대해 LNT(2)의 하류에 배열된다. 따라서 배기가스는 먼저 LNT(2)를 흘러가고 후속적으로 DPF(3)를 흘러간 후 SCR 장치(4)를 흘러간다.
SCR 장치(4)는 예를 들어 먼저 활성 온도에 도달해야 하기 때문에 시골이나 고속도로 주행 상황과 같이 더 높은 온도 수준에서 주로 효율적이다. 도시 주행과 같은 저부하 상황에서는 고효율 NOx 변환을 위한 온도에 도달하지 못하기 때문에 추가적인 조정 없이는 SCR 시스템에 의해 NOx 배출을 충분히 감소시킬 수 없다. 예를 들어, 저부하 조건에서 충분한 NOx 감소를 위해 SCR 시스템은 전기 히터 또는 수정 연소에 의해 가열될 수 있다. 그러나, 이러한 두 가지 조치는 모두 더 높은 연료 소비를 야기할 수 있다.
LNT는 이미 저온에서 NOx를 저장할 수 있으므로 저부하 조건에 사용될 수 있으며, 이에 따라 도시 지역의 웜업, 저부하 및/또는 저속 스탑 앤 고 주행에 적합하다. LNT의 단점은 LNT가 완전히 로딩된 경우 빈번한 재생(DeNOx)이 필요하다는 것이다. 그러나 이것은 불안정한 주행 조건(스탑 앤 고)과 DeNOx 방출 영역 아래의 엔진 부하로 인해 도심 주행 중에 달성하기가 매우 어렵다.
기존 시스템의 경우, 엔진은 10 ~ 20초와 같은 제한된 시간 동안 일반 린 연소 모드에서 리치 연소 모드로 전환되며, 이 동안 엔진 및 공기 경로 매개변수의 특정 조합이 흡착된 NOx의 탈착에 최적화하도록 조정된다(예를 들어, 레일 압력 감소, 후분사 증가, 분사 시작 지연, 활성 스로틀, 활성 고압 배기가스 재순환, 공기 질량 및 부스트 압력 감소 등).
도 2는 엔진이 린 연소(l)에서 리치 연소(r)로 전환되는 종래의 경우에 대한 예를 개략적으로 도시한다. 여기서 알 수 있는 바와 같이, 공연비(λ)는 일정 시간 동안 미리 정해진 목표값(Ta)까지 낮아진다.
한편으로 이 종래 절차는 연료 소비를 증가시킬 뿐만 아니라 다른 것들 중에서도 CO2 생성을 초래한다. 게다가, 예를 들어 상대적으로 불안정한 도심 주행 조건에서 이러한 연장된 리치 펄스를 수행하는 것은 매우 어렵다.
도 3 내지 도 5를 참고하여 지금 설명된 바와 같이, 현재 이어지는 접근 방식은 이 문제에 대한 해결책을 제공하며, 이 해결책은 특히 내연 기관(1)의 엔진 제어 유닛(5)을 위해 소프트웨어 업데이트의 형태로 구현될 수 있다. 시스템의 하드웨어는 교체 또는 조정될 필요가 없다. 대신, 엔진 제어 유닛(5)을 위해 새로운 소프트웨어/제어 기능이 제공되어 LNT(2) 저장소가 가득 찼을 때 특별 조정된 스모크 제한으로 전환할 수 있다. 보다 구체적으로, LNT(2)는 저부하 및/또는 도시 주행 조건에서 주행하는 동안 (작은) 가속 단계에서 자주 재생된다. 이 조항은 CO2 벌칙 및 후처리 부품에 대한 추가 비용 없이 시내 주행 중 매우 낮은 NOx 배출량을 야기한다.
도 5를 참조하면, 대응하는 방법(M)은 M0 하에서 엔진 제어 유닛(5)으로 차량(100)의 주행 매개변수를 결정하는 단계를 포함한다. 후속 단계에서 이어지는 NOx 흡착기(2)의 재생은 주행 매개변수가 사전 정의된 도시 및/또는 저부하 주행 조건을 충족하는 경우에만 가능하다.
방법(M)은 M1 하에서 엔진 제어 유닛(5)에 의해 LNT(2)의 NOx 저장 수준이 저장 임계값을 초과하는지, 이에 따라 재생 프로세스가 시작되어야 하는지 여부를 평가하는 단계를 더 포함한다.
방법(M)은 M2 하에서 가속 단계 동안 차량(100)을 가속하기 위해 엔진 제어 유닛(5)에 의해 가속 요청을 수신하는 단계를 더 포함한다.
방법(M)은 M3 하에서 가속 단계 동안 공연비(λ)에 대한 목표 값(Ta)에 도달하도록 내연 기관의 스모크 제한 조정을 통해 내연 기관(1)의 공연비(λ)를 린 값(l)에서 리치 값(r)으로 변경함으로써 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기(2)의 재생을 활성화하는 단계를 더 포함한다.
여기서 재생은 가속 단계의 지속 시간으로 제한된다. 예를 들어, NOx 흡착기(2)의 재생은 DPF(3) 내의 그을음 축적에 따라 시간 및/또는 엔진 부하에서 제한될 수 있다.
도 3은 현재 설명된 접근 방식을 사용하여 린 모드에서 리치 모드로 전환하는 예를 개략적으로 도시한다. 여기서, 스모크/토크 제한이 감소되어 공연비(λ)의 하락(점선)을 야기하여 목표 값(Ta)으로 감소한다. 스모크 제한을 완전히 끄면 도 3에서 실선으로 표시된 것처럼 공연비(λ)의 하락이 훨씬 더 향상된다.
이것은 원칙적으로 도 2의 경우와 유사하다. 그러나, 리치 연소(r) 모드는 차량(100)이 가속하는 동안(시내 주행 중에는 다소 짧음)에만 활성화되므로, 현재 접근 방식에 따르면 시간 간격이 훨씬 더 짧다(예를 들어, 최대 1초 또는 수 초). 또한, 내연 기관(1)의 분사 모드, 예를 들어 후분사 설정은 가속 요청에 대한 응답으로 NOx 흡착기(2)의 재생으로 전환되는 이러한 형태의 재생 중에 유지된다.
가속이 너무 작고/작거나 가속 단계가 너무 짧은 경우, 방법(M)은 M4 하에서 재생 동안의 가속 요청에 따라 내연 기관(1)의 공기 스로틀 값을 가속 단계 동안 공연비(λ)를 위한 목표 값(Ta)에 도달하도록 조정하는 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
현재 설명된 접근 방식으로, 예를 들어 도 4의 엔진 성능 그래프에서 설명된 바와 같이(도 4의 화살표들 참조) 기존 DeNOx에 대한 운영 체제를 확장할 수 있다. 특히, SCR 장치(4) 자체가 수준 이하의 성능만을 제공하는 도시 주행의 경우 후처리 시스템의 효율성이 향상될 수 있다. 연소 모드는 LNT(2) 재생 중에 변경되지 않으므로 용액은 CO2 중성이다. 스모크 제한을 수정하면 그을음이 DPF(3)에 더 빨리 축적되므로, 예를 들어 LNT(2)의 저장 용량에 도달한 시내 주행 중에만과 같이 합리적인 방식으로 접근 방식을 사용하는 것이 중요하다. 본 발명은 정상 운전 모드 동안뿐만 아니라 DPF 재생 동안, 예를 들어 탈황(DeSOx) 중에도 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
전술한 상세한 설명에서, 다양한 특징들은 본 개시를 간소화할 목적으로 하나 이상의 예들로 함께 그룹화된다. 위의 설명은 예시를 위한 것이며 제한적인 것이 아님을 이해해야 한다. 이는 상이한 특징 및 실시 예의 모든 대안, 수정 및 등가물을 포함하도록 의도된다. 많은 다른 예들이 상기 명세서를 검토할 때 당업자에게 명백할 것이다. 실시 예는 본 발명의 원리 및 그 실제 적용을 설명하기 위해 선택되고 설명되며, 이에 의해 당업자가 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 수정을 갖는 본 발명 및 다양한 실시 예를 활용할 수 있게 한다.
1: 내연 기관
2: NOx 흡착기
3: 디젤 미립자 필터 5: 엔진 제어 유닛
6: 제어 라인 7: 배기 파이프
8: 배기 출구 10: 배기가스 후처리 시스템
100: 차량 λ: 공연비
t: 시간 T: 토크
n: 엔진 속도 F: 전 부하
C: 도시 주행(에를 들어 50km/h) D: 종래 DeNOx 모드
l: 린 연소 r: 리치 연소
Ta: 목표 값 M: 방법
M0-M4: 방법 단계들
3: 디젤 미립자 필터 5: 엔진 제어 유닛
6: 제어 라인 7: 배기 파이프
8: 배기 출구 10: 배기가스 후처리 시스템
100: 차량 λ: 공연비
t: 시간 T: 토크
n: 엔진 속도 F: 전 부하
C: 도시 주행(에를 들어 50km/h) D: 종래 DeNOx 모드
l: 린 연소 r: 리치 연소
Ta: 목표 값 M: 방법
M0-M4: 방법 단계들
Claims (11)
- 차량(100)의 배기가스 후처리 방법(M)에 있어서,
차량(100)의 내연 기관(1)의 엔진 제어 유닛(5)에 의해, NOx 흡착기(2)의 질소 산화물(NOx) 저장 수준이 저장 임계값을 초과하는지 여부를 평가하는 단계(M1), 여기서 NOx 흡착기(2)는 내연 기관(1)에서 발생하는 배기가스로부터 NOx를 흡착하도록 구성됨;
엔진 제어 유닛(5)에 의하여 가속 단계 동안 차량(100)을 가속하기 위한 가속 요청을 수신하는 단계(M2); 그리고
가속 단계 동안 공연비(λ)에 대한 목표 값(Ta)에 도달하도록 내연 기관(1)의 스모크 제한 조정을 통해 내연 기관(1)의 공연비(λ)를 린 값(l)에서 리치 값(r)으로 변경함으로써 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기(2)의 재생을 활성화하는 단계;
를 포함하며,
상기 재생은 가속 단계의 지속 시간 이하로 제한되는 방법(M). - 제1항에 있어서,
엔진 제어 유닛(5)으로 차량(100)의 주행 매개변수를 결정하는 단계(M0)를 더 포함하며,
가속 단계 동안 NOx 흡착기(2)의 재생은 주행 매개변수가 사전 정의된 도시 및/또는 저부하 주행 조건을 충족하는 경우에만 활성화되는 방법(M). - 제1항에 있어서,
재생 중 가속 요청에 따라 내연기관(1)의 공기 스로틀 값을 공연비(λ)를 위한 목표 값(Ta)에 도달하도록 조정하는 단계(M4)를 더 포함하는 방법(M). - 제1항에 있어서,
내연 기관(1)의 분사 모드는 가속 요청에 대한 응답으로 NOx 흡착기(2)의 재생으로 전환될 때 유지되는 방법(M). - 제1항에 있어서,
가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기(2)의 재생이 차량(100)의 디젤 미립자 필터(DPF)(3) 내의 그을음 축적에 따라 시간 및/또는 엔진 부하에서 제한되는 방법(M). - 차량(100)의 배기가스 후처리 시스템(10)에 있어서,
내연 기관(1)에서 발생하는 배기가스로부터 NOx를 흡착하도록 구성된 NOx 흡착기(2); 그리고
NOx 흡착기(2)의 NOx 저장 수준이 저장 임계값을 초과하는지 여부를 평가하고, 가속 단계 동안 차량(100)을 가속하기 위한 가속 요청을 수신하며, 가속 단계 동안 공연비(λ)에 대한 목표 값(Ta)에 도달하도록 내연 기관(1)의 스모크 제한 조정을 통해 내연 기관(1)의 공연비(λ)를 린 값(l)에서 리치 값(r)으로 변경함으로써 가속 요청에 응답하여 NOx 흡착기(2)의 재생을 활성화하도록 구성된 엔진 제어 유닛(5);
을 포함하며,
상기 재생은 가속 단계의 지속 시간 이하로 제한되는 시스템(10). - 제6항에 있어서,
엔진 제어 유닛(5)은 차량(100)의 주행 매개변수를 결정하고, 주행 매개변수가 사전 정의된 도시 및/또는 저부하 주행 조건을 충족하는 경우에만 가속 단계 동안 NOx 흡착기(2)의 재생을 활성화하도록 구성되는 시스템(10). - 제6항에 있어서,
엔진 제어 유닛(5)은 재생 중 가속 요청에 따라 내연기관(1)의 공기 스로틀 값을 공연비(λ)를 위한 목표 값(Ta)에 도달하도록 조정하도록 구성되는 시스템(10). - 제6항에 있어서,
엔진 제어 유닛(5)은 내연 기관(1)의 분사 모드를 가속 요청에 대한 응답으로 NOx 흡착기(2)의 재생으로 전환할 때 유지하도록 구성되는 시스템(10). - 제6항에 있어서,
DPF(3)를 더 포함하고,
엔진 제어 유닛(5)은 가속 요청에 대한 응답으로 DPF(3)의 그을음 축적에 따라 시간 및/또는 엔진 부하에서 NOx 흡착기(2)의 재생을 제한하도록 구성되는 시스템(10). - 제6항에 시스템(10)을 구비한 차량(100).
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