KR20160035073A - 내연기관 작동 방법 - Google Patents

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안드레아스 되링
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만 디젤 앤 터보 에스이
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 엔진(11)과 배기가스 후처리 시스템(13)을 포함하는 내연기관(10)을 작동하는 방법에 관한 것으로, 이 경우 연료의 연소 시 엔진(11) 내에 생성되는 배기가스는 정화를 위해 배기가스 후처리 시스템(13)을 통해 안내되고, 이 경우 배기가스 실제값이 결정되되, 상기 값은 배기가스 후처리 시스템(13)의 배기가스 후처리 부품(14)의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값에 의존해서 결정되며, 엔진(11)을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터는, 이산화질소 분율의 실제값이 이산화질소 분율의 상응하는 설정값에 근사하게 되어 관련 배기가스 후처리 부품(14)이 최적화되어 작동되도록 변경된다.

Description

내연기관 작동 방법{METHOD FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 내연기관을 작동하는 방법에 관한 것이다.
실제로 공개된 내연기관은 엔진 외에, 연료의 연소 시 엔진 내에 생성되는 배기가스를 배기가스 후처리 시스템에서 정화하기 위해 배기가스 후처리 시스템을 포함한다. 점점 엄격해지는 배기가스 제한값을 충족하기 위해 효과적인 배기가스 후처리가 필요하다.
고체 입자 외에 배기가스 내 질소 산화물(NOx)은 점점 엄격해지는 제한값을 충족해야 한다. 배기가스 내 질소 산화물의 감소는 촉매 컨버터의 이용 하에, 예를 들어 SCR-촉매 컨버터의 이용 하에 이루어지고, 이 경우 SCR-촉매 컨버터는 질소 산화물의 변환을 위해 환원제로서 암모니아를 이용한다. 암모니아는 암모니아 발생기에서 형성되어 배기가스 유동에 유입될 수 있다. 이와 달리, 암모니아-전구체 물질, 예를 들어 수성 요소 용액을 배기가스 유동에 유입하는 것도 가능하고, 상기 요소 용액은 이 경우 배기가스 유동에서 암모니아, 이산화탄소 및 수증기로 변환된다. 배기가스 내에서 암모니아로 암모니아-전구체 물질의 변환은 일반적으로 소위 가수분해 촉매 컨버터의 이용 하에 이루어진다.
배기가스 내에 일산화질소만이 존재하면, 하기 방정식에 따라 SCR-촉매 컨버터에서 질소 산화물의 변환이 이루어진다.
4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 6H2O.
상기 방정식에 따라 SCR-촉매 컨버터에서 일산화질소의 변환은 비교적 천천히 이루어진다. 따라서 실제로, 배기가스 내 질소 산화물의 변환을 가속하기 위해 특히 백금 함유 NO-산화 촉매 컨버터를 SCR-촉매 컨버터의 상류에 배치하여, SCR-촉매 컨버터의 상류에서 일산화질소를 질소 산화물로 변환할 수 있는 것이 공개되어 있고, 이 경우 배기가스 내에 일산화질소 외에 이산화이질소도 존재하면, 하기 방정식에 따라 촉매 컨버터에서 이산화질소의 변환이 이루어진다:
NO + 2NH3 + NO2 -> 2N2 + 3H2O.
SCR-촉매 컨버터에서 일산화질소와 이산화질소의 존재 하에 상기 식에 따른 질소 산화물의 변환은 SCR-촉매 컨버터에서 일산화질소의 단순한 변환보다 신속하게 이루어진다.
SCR-촉매 컨버터에서 배기가스 내에 포함된 질소 산화물의 변환의 속도는 따라서 배기가스 내 이산화소질소의 분율에 의존한다. 그러나 SCR-촉매 컨버터의 상류에서 이산화질소로 일산화질소의 변환을 위해 별도의 NO-산화 촉매 컨버터의 사용은 바람직하지 않은데, 그 이유는 이로 인해 내연기관의 장치 기술적인 복잡성과 비용이 증가하기 때문이다.
본 발명의 과제는 내연기관을 작동하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따르면, 배기가스 후처리 시스템의 배기가스 후처리 부품의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값에 의존하는 배기가스 실제값이 결정되며, 이 경우 엔진을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터는, 이산화질소 분율의 실제값이 이산화질소 분율의 상응하는 설정값에 근사하게 되어, 관련 배기가스 후처리 부품이 최적화되어 작동되도록 변경된다.
본 발명에 의해 먼저, 배기가스 후처리 부품이 최적화되어 작동될 수 있도록 하기 위해, 내연기관의 엔진을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터의 변경에 의해 배기가스 후처리 시스템의 배기가스 후처리 부품의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율을 규정하여 조절하는 것이 제안된다. 이로 인해 더 작은 NO-산화 촉매 컨버터를 이용하거나 NO-산화 촉매 컨버터의 사용을 완전히 생략하는 것이 가능하다.
바람직하게 이산화질소 분율의 설정값은 부하점에 의존해서 선택된다. 특히 이산화질소 분율의 설정값은 엔진의 적어도 하나의 작동 파라미터에 의존해서 및/또는 배기가스 후처리 시스템의 적어도 하나의 작동 파라미터에 의존해서 결정된다. 배기가스 내 이산화질소 분율의 부하점 또는 작동점 의존적인 설정값의 이용이 특히 바람직한데, 그 이유는 이로 인해 내연기관의 모든 부하점 또는 작동점에 대해 한편으로는 엔진의 최적의 작동이 그리고 다른 한편으로는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템의 최적의 작동이 보장될 수 있기 때문이다.
바람직한 개선예에 따라 엔진을 위한 작동 파라미터로서 람다값 및/또는 점화 시점 및/또는 밸브 타이밍 및/또는 엔진 압축 및/또는 엔진 연소실 내 배기가스 분율이 상기와 같이 변경된다. 엔진을 위한 적어도 하나의 상기 작동 파라미터에 의해 배기가스 내 이산화질소 분율은 간단하고 확실하게 조절될 수 있다.
바람직한 개선예에 따라 배기가스 실제값으로서 배기가스 후처리 시스템의 배기가스 후처리 부품의 하류의 NOx-실제값이 NOx-센서에 의해 측정 기술적으로 검출되고, 이 경우 상기 배기가스 실제값에 의존해서 배기가스 후처리 부품의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값이 결정되고, 이 경우 이산화질소 분율의 상기 실제값은 이산화질소 분율의 설정값과 비교되고, 이러한 비교에 의존해서 엔진을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터는, 이산화질소 분율의 실제값이 이산화질소 분율의 설정값에 근사하도록 변경된다. 이러한 구현은, 배기가스 후처리 부품의 하류의 NOx-실제값이 간단하게 NOx-센서에 의해 측정 기술적으로 검출될 수 있기 때문에 바람직하다. 이러한 측정 기술적으로 검출 가능한 NOx-실제값에 기초해서 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값이 추론될 수 있고, 따라서 이산화질소 분율의 실제값과 상기 이산화질소 분율의 설정값의 비교에 의존해서 엔진의 적어도 하나의 작동 파라미터를 변경할 수 있으므로, 이산화질소 분율의 실제값은 설정값에 근사하게 된다.
바람직하게 엔진을 위한 작동 파라미터는, 엔진의 NOx-미처리 방출이 최대 15% 감소하도록 변경된다. 이로써 엔진을 양호한 효율로 및 연료 소비의 증가가 방지되도록 작동하는 것이 가능하다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예들은 이에 제한되지 않으며, 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 내연기관을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 다이어그램.
본 발명은 내연기관을 작동하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 내연기관(10)을 매우 개략적으로 도시하고, 상기 내연기관은 다수의 실린더(12)를 가진 엔진(11)과 적어도 하나의 배기가스 후처리 부품(14)을 가진 배기가스 후처리 시스템(13)을 포함한다. 내연기관(10)의 엔진(11)의 실린더(12)에 연료의 연소 시 생성되는 배기가스는, 배기가스 후처리 시스템(13)에서 정화하기 위해, 배기가스 후처리 시스템(13)을 통해 안내될 수 있다. 배기가스 후처리 시스템(13)의 하류에 도 1에 따라 센서(15)가 배치되고, 상기 센서는 배기가스 후처리 시스템(13)의 하류의 배기가스 내 NOx-방출을 측정하기 위한 NOx-센서일 수 있다. 배기가스 후처리 시스템(13)의 배기가스 후처리 부품(14)은 SCR-촉매 컨버터, 입자 필터 또는 NOx-저장 촉매 컨버터일 수도 있다.
이러한 내연기관(10)의 작동을 위해 본 발명과 관련해서 배기가스 실제값이 결정되고, 상기 값은 배기가스 후처리 시스템(13)의 배기가스 후처리 부품(14)의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값에 의존한다. 이러한 배기가스 실제값에 의존해서 엔진(11)을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터는, 이산화질소 분율의 실제값이 이산화질소 분율의 상응하는 설정값에 근사하게 되어 배기가스 후처리 시스템(13)의 관련 배기가스 후처리 부품(14)이 최적화되어 작동될 수 있도록 변경된다.
따라서 본 발명과 관련해서, 엔진(11)의 하류에 배치된 배기가스 후처리 시스템(13)의 배기가스 후처리 부품(14)이 최적화되어 작동될 수 있도록 하기 위해 엔진(11)의 적어도 하나의 작동 파라미터가 변경됨으로써, 배기가스 내 이산화질소 분율에 의도대로 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 특히 가스 형태의 연료가 연소되는 오토(Otto) 가스 엔진으로서 구현된 엔진(11)을 가진 내연기관(10)에서 이용된다. 이러한 오토 가스 엔진에서 가스 형태의 연료로서 일반적으로 천연 가스가 연소되고, 상기 천연 가스는 성분으로서 메탄을 포함한다.
배기가스 내 이산화질소 분율의 설정값은 부하점에 의존해서 선택된다. 따라서 배기가스 내 이산화질소 분율의 설정값은 엔진(1)의 적어도 하나의 작동 파라미터에 의존해서 및/또는 배기가스 후처리 시스템(13)의 적어도 하나의 작동 파라미터에 의존해서 결정하는 것이 가능하다. 따라서 배기가스 내 이산화질소 분율의 설정값을 하나 이상의 배기가스 온도에 의존해서 및 배기가스 후처리 시스템(13)의 효율에 의존해서 그리고 엔진(11)의 효율에 의존해서 결정하는 것이 가능하다.
엔진(11)을 위한 작동 파라미터로서 바람직하게 람다값 및/또는 점화 시점 및/또는 밸브 타이밍 및/또는 엔진 압축 및/또는 엔진 연소실 내 배기가스 분율이 변경된다.
람다값이 감소하면, 배기가스 내 이산화질소 분율은 증가하는 경향이 있다.
또한 빠른 시점을 향해 점화 시점의 이동에 의해 및/또는 엔진 연소실 내 배기가스 분율의 증가에 의해 배기가스 내 이산화질소 분율이 높아지는 경향이 있다.
또한 실린더(12)의 유입 밸브들의 지연 개방에 의해 및 실린더(12)의 배출 밸브들의 지연 폐쇄에 의해 배기가스 내 이산화질소 분율을 높이는 것이 가능하다.
엔진 압축의 증가에 의해 배기가스 내 이산화질소 분율이 추세적으로 감소한다.
배기가스 내 이산화질소 분율에 영향을 미치는 상기 관련성들은 도 2를 참조로 소수의 작동 파라미터에 대해 예시적으로 설명되고, 이 경우 도 2에 가스 오토 엔진의 경우에 람다값에 의해 배기가스의 질소 산화물(NOx) 내 이산화질소(NO2)의 백분율이, 즉 엔진(11)의 부하점에 의존해서 그리고 상기 엔진의 점화 시점에 의존해서 기재된다.
즉 특성곡선(16, 17)은 엔진(11)의 전부하 작동의 특성곡선에 해당하고, 이 경우 특성곡선(16)에서 점화 시점은 느리도록 그리고 특성곡선(17)에서 점화 시점은 빠르도록 이동된다.
특성곡선(18, 19)은 엔진(11)의 부분 부하 작동의 특성곡선에 해당하고, 이 경우 특성곡선(18)에서 점화 시점은 느리도록 그리고 특성곡선(19)에서 점화 시점은 빠르도록 이동된다.
최적화되어 작동되어야 하는 배기가스 후처리 시스템(13)의 배기가스 후처리 부품(14)의 하류의 NOx-실제값이 도 1에 도시된 NOx-센서(15)에 의해 측정 기술적으로 배기가스 실제값으로서 검출되는 본 발명의 변형예가 특히 바람직하다. 이러한 배기가스 실제값에 의존해서 배기가스 후처리 부품(14)의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값이 결정되고, 이 경우 이산화질소 분율의 상기 실제값은 상기 이산화질소 분율의 설정값과 비교된다. 이러한 비교에 의존해서 엔진(11)을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터는, 배기가스 후처리 부품(14)의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값이 이산화질소 분율의 설정값에 근사하게 되도록 변경된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 배기가스 내 이산화질소 분율에 영향을 미침으로써 최적화되어 작동되어야 하는 배기가스 후처리 부품(14)은 SCR-촉매 컨버터일 수 있다. 대안으로서 이러한 배기가스 후처리 부품(14)은 또한 입자 필터 또는 NOx-저장 촉매 컨버터일 수 있다.
전술한 바와 같이, 배기가스 내 이산화질소 분율의 설정값은 작동점에 의존해서 선택된다. 이산화질소 분율의 실제값의 조절에 의해 최적화되어 작동되어야 하는 배기가스 후처리 시스템(13)의 배기가스 후처리 부품(14)이 SCR-촉매 컨버터인 경우에, 배기가스 내 이산화질소 분율의 설정값으로서 바람직하게 50%가 선택된다. 그러나 특히 배기가스의 배기가스 온도가 높은 경우 배기가스 내 이산화질소 분율의 설정값을 50%보다 작게 선택하는 것도 가능하다.
특히 배기가스 내 이산화질소 분율의 설정값은, 상기 설정값에 의존해서 변경되는 엔진(11)을 위한 작동 파라미터에 의해 엔진(11)의 NOx-미처리 방출을 15%이상 감소시키지 않도록 선택된다. 이로써 엔진(1)의 연비 증가가 방지될 수 있다.
10 내연기관
11 엔진
12 실린더
13 배기가스 후처리 시스템
14 배기가스 후처리 부품
15 센서
16 특성곡선
17 특성곡선
18 특성곡선
19 특성곡선

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 엔진(11)과 배기가스 후처리 시스템(13)을 포함하고, 연료의 연소 시 상기 엔진(11) 내에 생성되는 배기가스가 정화를 위해 상기 배기가스 후처리 시스템(13)을 통해 안내되는, 내연기관(10)을 작동하는 방법에 있어서,
    배기가스 실제값이 결정되되, 상기 배기가스 후처리 시스템(13)의 배기가스 후처리 부품(14)의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값에 의존해서 결정되며, 상기 엔진(11)을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터는, 이산화질소 분율의 실제값이 이산화질소 분율의 상응하는 설정값에 근사하게 되어, 관련 배기가스 후처리 부품(14)이 최적화되어 작동되도록 변경되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 이산화질소 분율의 설정값은 부하점에 의존해서 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 이산화질소 분율의 설정값은 상기 엔진(10)의 적어도 하나의 작동 파라미터에 의존해서 및/또는 상기 배기가스 후처리 시스템(13)의 적어도 하나의 작동 파라미터에 의존해서 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진(10)을 위한 작동 파라미터로서 람다값 및/또는 점화 시점 및/또는 밸브 타이밍 및/또는 엔진 압축 및/또는 엔진 연소실 내 배기가스 분율이 변경되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 배기가스 실제값이 결정되되, 상기 배기가스 후처리 시스템(13)의 SCR-촉매 컨버터의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값에 의존해서 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 배기가스 실제값이 결정되되, 상기 값은 상기 배기가스 후처리 시스템(13)의 입자 필터의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값에 의존해서 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 배기가스 실제값이 결정되되, 상기 값은 상기 배기가스 후처리 시스템(13)의 NOx-저장 촉매 컨버터의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값에 의존해서 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 배기가스 실제값으로서 상기 배기가스 후처리 시스템(13)의 상기 배기가스 후처리 부품(14)의 하류의 NOx-실제값이 NOx-센서에 의해 측정 기술적으로 검출되고, 상기 배기가스 실제값에 의존해서 상기 배기가스 후처리 부품(14)의 상류의 배기가스 내 이산화질소 분율의 실제값이 결정되고, 이산화질소 분율의 상기 실제값은 이산화질소 분율의 설정값과 비교되고, 상기 비교에 의존해서 엔진(11)을 위한 적어도 하나의 작동 파라미터는, 이산화질소 분율의 실제값이 이산화질소 분율의 설정값에 근사하게 되도록 변경되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진(11)을 위한 작동 파라미터는, 엔진의 NOx-미처리 방출이 최대 15% 감소하도록 변경되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 내연기관은 가스 형태의 메탄 함유 연료를 연소하는 가스 엔진에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 내연기관 작동 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020204932A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2569847B1 (fr) 1984-08-31 1988-02-05 Thomson Csf Dispositif de detection et de localisation d'entree d'eau pour flute marine
US5524432A (en) * 1991-08-01 1996-06-11 Air Products And Chemicals, Inc. Catalytic reduction of nitrogen oxides in methane-fueled engine exhaust by controlled methane injections
JP3116876B2 (ja) 1997-05-21 2000-12-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
GB9802504D0 (en) * 1998-02-06 1998-04-01 Johnson Matthey Plc Improvements in emission control
JP3812302B2 (ja) * 2000-07-31 2006-08-23 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10111586A1 (de) * 2001-03-10 2002-09-12 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen
JPWO2004018850A1 (ja) 2002-08-26 2005-12-15 株式会社日立製作所 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置および排気ガス浄化方法
JP4107017B2 (ja) * 2002-09-02 2008-06-25 三菱ふそうトラック・バス株式会社 エンジン制御装置
US6701707B1 (en) * 2002-09-04 2004-03-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission diagnostics
DE102005049655A1 (de) * 2005-10-18 2007-04-19 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Vermeidung von unerwünschten NO2-Emissionen bei Brennkraftmaschinen
CA2534031C (en) * 2006-02-03 2008-06-10 Westport Research Inc. Method and apparatus for operating a methane-fuelled engine and treating exhaust gas with a methane oxidation catalyst
JP4844467B2 (ja) * 2007-05-07 2011-12-28 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4274270B2 (ja) * 2007-06-26 2009-06-03 いすゞ自動車株式会社 ＮＯｘ浄化システム及びＮＯｘ浄化システムの制御方法
US20090035194A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Caterpillar Inc. Exhaust treatment system with an oxidation device for NO2 control
DE102008005640A1 (de) * 2008-01-23 2009-07-30 Daimler Ag Verfahren zur Ermittlung der Stickstoffdioxidkonzentration in Abgasen
WO2009100413A1 (en) 2008-02-07 2009-08-13 Mack Trucks, Inc. Method and apparatus for no2-based regeneration of diesel particulate filters using recirculated nox
JP5293811B2 (ja) * 2009-04-28 2013-09-18 トヨタ自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
JP2012031787A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置及び方法
JP2012036837A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気浄化装置の診断装置
US8745969B2 (en) * 2010-09-08 2014-06-10 GM Global Technology Operations LLC Methods for engine exhaust NOx control using no oxidation in the engine
DE102010040678A1 (de) * 2010-09-14 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung der Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102010050406A1 (de) * 2010-11-04 2012-05-10 Daimler Ag Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine und Betriebsverfahren für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
JP5366988B2 (ja) * 2011-02-09 2013-12-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
US8813479B2 (en) * 2011-05-09 2014-08-26 General Electric Company Emissions control diagnostic method and system
DE102013220666B4 (de) * 2013-06-13 2023-07-27 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung in einem Abgassystem

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