KR20200087859A - 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법 및 배기가스 후처리 시스템 - Google Patents

내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법 및 배기가스 후처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법 및 대응하는 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다. 상기 방법은, SCR 입자 필터(3)의 상류에서 정해진 NOX 및/또는 NH3 농도 변화가 일어나고, 상기 농도 변화 직후에 정해진 시간 창(TW) 내에서, SCR 입자 필터(3)의 하류에서 NOX 및/또는 NH3 농도 변화가 측정되고, 이에 기초하여 농도 비교값(VgW)이 제공되는 것에 의해 SCR 입자 필터의 여과 작용 및 NOX/NH3 변환에 관한 기능적 능력에 대해 배기가스 후처리 시스템의 SCR 입자 필터(3)를 점검하는 것에 관한 것이다. 미리 정해진 한계값(GW)과 농도 비교값(VgW)을 비교한 것에 기초하여, SCR 입자 필터(3)는 농도 비교값(VgW)이 적어도 하나의 미리 정해진 한계값(GW)을 초과하는 경우 결함이 있는 것으로 진단된다. 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템은 상기 언급된 방법을 실행하도록 구성된다. 전술한 방법 및 배기가스 후처리 시스템에 의해, SCR 입자 필터(3)를 진단하는 것은 교란의 영향에 대해 높은 신뢰성 및 견고성을 갖고 온보드 진단으로 수행될 수 있다.

Description

내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법 및 배기가스 후처리 시스템
본 발명은, 배기가스 라인에 배열된 결합된 SCR 입자 필터를 구비하고, 상기 SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 장치를 구비하는, 내연기관, 특히 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법에 관한 것이다.
특히 디젤 내연기관(디젤 엔진)이 장착된 차량 및 또한 점점 더 많이 오토 사이클(Otto-cycle) 내연기관(가솔린 엔진)이 장착된 차량은 오늘날, 배기가스 방출물에서 입자(매연, 미세 먼지)를 피하기 위해 입자 필터(DPF, PF)를 구비하고, 또한 배기가스 방출물에서 NOX 분율을 감소시키기 위해 소위 SCR 촉매 변환기(선택적 환원을 갖는 촉매 변환기)를 구비한다. 여기서, SCR 기능을 갖는 입자 필터, 다시 말해, NOX/NH3 변환 물질로 구성된 추가 코팅을 갖는 입자 필터인, 이하 SCR 입자 필터로 지칭되거나 또는 약어 SC-PF라고 지칭되는 결합형 필터 촉매 변환기가 점점 더 많이 사용되고 있다. 다시 말해, 이는 SCR 기능이 통합된 입자 필터이다.
SCR 촉매 변환기의 경우, NH3(암모니아)는 배기가스에 요소수(urea solution)를 첨가함으로써 형성되며, 암모니아는 배기가스 중 NOX와 반응하여 원소 질소(N2)와 물을 형성한다.
입법자들은 내연기관(연소 엔진)이 장착된 차량의 배기가스에 대한 방출 한계값을 지속적으로 낮추고 있고, 적절한 기능을 모니터링하기 위한 규정을 발행하고 있다. 이는 특히 이러한 차량에서 소위 온보드 진단(on-board diagnosis: OBD, 즉, 차량의 의도된 동작 동안 수행되는 자동 자가 진단)에도 적용된다. 오늘날, SCR 입자 필터는 또한 이러한 빈번하고 정밀한 OBD를 받아야 한다.
이러한 진단은 소위 PM 센서(미립자 물질 센서, 입자 센서)에 의한 입자 방출량과 관련하여 수행되는 것으로 알려져 있다. 여기서, 입자 센서에 의해 측정된 입자 필터의 하류의 PM 방출량이 임계값보다 더 높으면, 입자 필터는 결함이 있는 것으로 진단된다. 그러나 이러한 진단에는 비교적 오랜 시간 기간이 필요하다. 또한, 진단은 입자 방출물로 제한되고, 진단의 정확도는 미래의 요구조건, 훨씬 더 낮은 방출 임계값을 충족시키기에는 충분치 않다.
따라서, 본 발명은 내연기관의 동작 동안 NOX/NH3 변환 및 입자 여과와 관련하여 SCR 입자 필터의 특히 신속하고 정밀한 모니터링을 가능하게 하는 내연기관의 방법 및 대응하는 배기가스 후처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 독립 청구항에 따른 방법 및 배기가스 후처리 시스템으로 달성된다.
본 발명에 따르면, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법이 제안되고, 상기 배기가스 후처리 시스템은 배기가스 질량 흐름을 전달하기 위한 배기가스 라인을 갖고, 상기 배기가스 라인에 배열된 SCR 입자 필터를 갖고, NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 장치가 상기 SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에 배열되고, 적어도 하나의 제1 농도 센서가 상기 SCR 입자 필터의 하류의 배기가스 질량 흐름에 배열된다.
여기서, 본 발명에 따른 방법은 아래 제시된 단계를 갖는다:
- 먼저, 내연기관은 진단 동작 모드로 설정되고, 여기서 내연기관의 특정 관련 진단 동작 파라미터는 진단 기본값에 대응하는 것으로 확인되거나 또는 진단 기본값에 대응하는 것으로 설정되거나 또는 조정된다.
- 진단 동작 모드에 존재하는 경우, 진단 동작 모드에 존재하는 NH3 농도 및/또는 NOX 농도의 값에 대해 SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에서의 NH3 농도 변화 및/또는 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하는 것이 수행된다.
- 이후 SCR 입자 필터의 상류에서 측정된 전술한 NH3 및/또는 NOX 농도 변화에 바로 이어서, 지정된 시간 창 내에서 SCR 입자 필터의 하류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 측정하는 것은 대응하는 제1 농도 측정 신호를 출력하는 적어도 하나의 제1 농도 센서에 의해 수행된다, 그리고
- 적어도 제1 농도 측정 신호에 기초하여 상관 농도 비교값을 제공한다.
- 지정된 시간 창 내에서 측정된 SCR 입자 필터의 하류에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 평가하는 것이 각각의 농도 비교값 및 미리 정해진 한계값에 기초하여 수행된다.
- 마지막으로, 평가 결과 농도 비교값이 적어도 하나의 미리 정해진 한계값을 초과하는 경우 SCR 입자 필터는 결함이 있는 것으로 진단된다.
본 발명은 또한 내연기관의 배기가스 후처리 시스템으로서, 상기 배기가스 후처리 시스템은 배기가스 라인에 배열된 SCR 입자 필터를 갖고, SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 적어도 하나의 장치를 갖고, SCR 입자 필터의 하류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도를 측정하기 위한 적어도 하나의 농도 센서를 갖는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다.
상기 배기가스 후처리 시스템은 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 장치에 의해 SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위해 및 적어도 하나의 농도 센서에 의해 출력된 제1 농도 측정 신호를 검출하기 위해 구성된 전자 처리 및 제어 유닛을 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서, 전자 처리 및 제어 유닛은 전술한 및 후술한 본 발명에 따른 방법의 임의의 실시예에 따른 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키기 위한 방법을 실행하도록 더 구성된다.
따라서, 본 발명의 기본 개념은 SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 농도 변화 및/또는 NOX 농도 변화와 관련하여 SCR 입자 필터가 기능 점검, 특히 성능 진단을 받도록 SCR 입자 필터의 하류에 NOX 및/또는 NH3 센서를 사용하는 것으로 요약될 수 있다. SCR 입자 필터로서, 예를 들어, 적합한 SCR 코팅을 갖는 벽 흐름 필터가 사용된다.
SCR 입자 필터의 기능에 영향을 주는 손상은 일반적으로 필터 기판의 개구 또는 구멍으로 구성되며, 구멍의 수 또는 단면적은 손상의 정도를 결정하고 이 구멍을 통해 배기가스의 대응하는 분율이 여과되지 않고 처리되지 않고 통과할 수 있다. 개구 또는 개방된 구멍의 전체 단면적이 임계값을 초과하는 경우, 대응하는 입자 방출량이 진단 임계값(OBD 임계값)을 초과한다.
이 상태를 검출하기 위해, SCR 입자 필터의 하류의 NOX 농도 신호 및/또는 NH3 농도 신호가 작은 크기로, 예를 들어, 1 ppm/sec 미만으로 변하는 거의-일정한 SCR 입자 필터 온도의 경우, 일정하거나 안정된 동작 상태에서, 예를 들어, 유휴 상태에서, 요소수의 첨가량 및/또는 NOX 미처리 방출량은 이전에 존재하는 NH3 첨가량 또는 NOX 미처리 방출량으로부터 시작하여 예를 들어 200 ppm NH3/NOX만큼 바람직하게는 원스텝으로 증가되고, NOX 및/또는 NH3 신호 코스가 관찰되는 (대응하는 농도 측정이 증가하는) 경우가 바람직하다. SCR 입자 필터가 이제 방출 한계 내에 있는 경우, 필터 기판의 개구의 총 단면적이 너무 작아서 첨가된 요소 또는 증가된 NOX 농도가 초기에 대부분 SCR 입자 필터에 저장되는 것으로 가정할 수 있다. 따라서, 필터의 하류에서 측정된 NOX 또는 NH3 신호는 공기 질량 흐름에 의존하는 방식으로 짧은 시간 기간, 예를 들어, 3초에 걸쳐 약간만 증가한다. 대응하는 신호는 이후 안정되고, 과도하게 손상된 SCR 입자 필터보다 훨씬 더 낮은 구배(1ppm/sec 미만)를 갖는다.
그러나, 임계값을 초과하면, 필터 기판 내의 개구의 총 단면적이 너무 커서 첨가된 요소 또는 증가된 NOX 농도의 대부분이 사실상 감속되지 않고 처리되지 않고 SCR 입자 필터를 통해 흘러서, 바로 이어 지정된 시간 창 내에서, SCR 입자 필터의 하류의 대응하는 센서가 직접 상승된 NH3/NOX 농도 증가를 등록한 후, 대응하는 신호가 더 낮은 구배로 보다 안정된 상태로 복귀한다.
SCR 입자 필터의 하류의 NOX 및/또는 NH3 농도 변화와 SCR 입자 필터의 상류의 NOX 및/또는 NH3 농도 변화 사이의 비율은 SCR 입자 필터의 필터 기판의 개구의 총 단면적에 정비례하는 것으로 밝혀졌다. 이 비율이 특정 임계값 또는 한계값을 초과하는 경우, 필터는 입자 변환에 대하여 결함이 있는 것으로 분류된다.
SCR 입자 필터의 상류에서 대응하는 NOX 농도 변화는, 특히 고압 배기가스 재순환의 경우뿐만 아니라 저압 배기가스 재순환의 경우에도, 예를 들어, 배기가스 재순환 속도(EGR 속도)를 감소시킴으로써 수행될 수 있다. 여기서도, SCR 입자 필터의 상류의 NOX 농도 변화에 대하여 SCR 입자 필터의 하류의 NOX 농도 변화는 SCR 입자 필터의 필터 기판의 개구의 총 단면적에 정비례한다는 것을 알 수 있다. 본 방법의 맥락에서, 농도 비교값은 적어도 하나의 농도 센서에 의해 제공된 농도 측정 신호에 기초하여 결정된다. 가장 간단한 형태에서, 이 농도 비교값은 예를 들어 지정된 시간 창 내에서 농도 측정 신호의 최대 편향을 나타낼 수 있다. 그러나 농도 비교값은 또한 SCR 입자 필터의 상류 및 하류의 NH3 및/또는 NOX 농도 변화 사이의 비율일 수 있다. 마찬가지로, 농도 비교값은 수 개의 연속적인 농도 변화에 기초하여 결정될 수 있고, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 농도 변화의 각각의 구배도 고려될 수 있다. 여기서, 농도 변화는 농도 증가 및 농도 감소, 또는 이 둘 다를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
언급된 농도 센서는 방법을 실행하기 위해 NH3 농도가 변경되는지 또는 NOX 농도가 변경되는지에 따라 NH3 센서 또는 NOX 센서이다. NH3 센서는 NH3 농도를 측정하는 것에 적합한 반면, 전술한 NOX 센서는 NH3와 NOX 농도를 모두 측정할 수 있고 결과적으로 NOX와 NH3를 함께 측정할 수 있다. 이 경우에 이것은 결합된 NH3/NOX 농도 센서가 된다. 원하는 측정에 따라 적절한 센서가 제공될 수 있다.
본 발명은 또한 내연기관, 특히 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템으로서, 이 배기가스 후처리 시스템은 배기가스 라인에 배열된 SCR 입자 필터를 갖고, SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 적어도 하나의 장치를 갖고, SCR 입자 필터의 하류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제1 농도 센서를 갖는, 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다. 여기서, 상기 배기가스 후처리 시스템은 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 장치에 의해 SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 질량 흐름에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위해 및 적어도 하나의 제1 농도 센서에 의해 출력된 제1 농도 측정 신호를 검출하기 위해 구성된 전자 처리 및 제어 유닛을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 전자 처리 및 제어 유닛은 상기 실시예 및 하기 실시예에 제시된 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법을 실행하도록 더 구성된다.
본 발명 및 본 발명의 다른 유리한 예시적인 실시예 및 개선은 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 일 실시예의 개략도;
도 2는 본 발명에 따른 방법을 실행하는 방법 순서를 설명하기 위한 블록도;
도 3은 온전하고 결함이 있는 SCR 입자 필터의 경우 SCR 입자 필터의 상류 및 하류의 NOX/NH3 농도 곡선을 정성적으로 도시하는 도면; 및
도 4는 연속적인 NOX/NH3 농도 변화의 경우 SCR 입자 필터의 상류 및 하류에 NOX/NH3 농도 곡선을 정성적으로 도시하는 도면.
동일한 기능 및 명칭을 갖는 대상은 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호로 표시된다.
도 1은 내연기관, 예를 들어, 디젤 엔진의 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 일 실시예를 간략하게 도시한 것이다. 내연기관(여기서 도시되지 않음)으로부터 흐르는 배기가스 질량 흐름(10)은 배기가스 라인(1)을 통해 화살표 방향으로 전달되고, 이 과정에서, 예를 들어, SCR 코팅을 갖는 벽 흐름 필터로 설계되고 배기가스 라인(1)에 배열된 SCR 입자 필터(3)(SC-PF)를 통과한다.
SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하기 위해, NH3 공급 장치(7)는 NH3 용액(7d)을 배기가스 라인(1)으로 공급하기 위해 SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 라인(1) 상에 배열된다. 이 예시적인 실시예에서, NH3 공급 장치(7)는 또한 요소수라고도 지칭되는 적절한 NH3 수용액(7d)을 저장하기 위한 저장소(7a)를 갖는다. 저장소(7a)는 공급 라인을 통해 분배 장치(7b), 예를 들어, 주입 밸브에 연결되며, 이 분배 장치는 배기가스 라인(1) 상에 배열되고, 정해진 양의 NH3 용액을 배기가스 질량 흐름(10)으로 방출하도록 설계된다. 공급되는 NH3 용액은 NH3을 생성하고, 암모니아는 배기가스에 함유된 NOX 분율을 질소와 물로 변환시킨다. 따라서, SCR 입자 필터는 디젤 입자 필터로서 기능을 수행하고 동시에 배기가스 내 NOX 분율을 감소시킨다.
또한, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하기 위해, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 라인(1)으로부터 분기되는 배기가스 재순환 장치(2), 소위 고압 배기가스 재순환 시스템이 제공되고, 이를 통해 내연기관에 의해 방출되는 배기가스 질량 흐름(10)의 제1 부분 배기가스 질량 흐름(10a)이 제1 배기가스 재순환 라인(2a)을 통해 내연기관의 흡기 영역으로 재순환된다. 재순환된 제1 부분 배기가스 질량 흐름(10a)의 크기는 제1 배기가스 재순환 라인(2a)에 배열된 제1 배기가스 재순환 밸브(2b)에 의해 설정될 수 있다. 이 배기가스 재순환 장치(2)의 분기점은 공급되는 NH3 용액(7d)이 NOX 감소를 위해 SCR 입자 필터(3)에 완전히 공급되기 때문에 NH3 공급 장치(7)의 상류의 배기가스 라인(1) 상에 편리하게 배열된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 다른 개선 단계에서, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하기 위해, SCR 입자 필터(3)의 하류의 배기가스 라인(1)으로부터 분기되는 배기가스 재순환 장치(8), 소위 저압 배기가스 재순환 시스템이 제공되고, 이를 통해 내연기관에 의해 방출되는 배기가스 질량 흐름(10)의 다른 부분 배기가스 질량 흐름(10b)이 다른 배기가스 재순환 라인(8a)을 통해 내연기관의 흡기 영역으로 재순환된다. 재순환된 다른 부분 배기가스 질량 흐름(10b)의 크기는 이 경우 다른 배기가스 재순환 라인(8a)에 배열된 다른 배기가스 재순환 밸브(8b)에 의해 설정될 수 있다.
방출량을 감소시키기 위해, 특히 내연기관의 미처리 NOX 방출, 다시 말해, 배기가스의 NOX 농도에 영향을 미치기 위해 배기가스 재순환 장치의 기능은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 종래 기술로 알려져 있으므로 여기서 더 설명되지 않을 것이다.
본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 도 1에 도시된 최대 개선 단계는 NH3 공급 장치(7) 및 제1 배기가스 재순환 장치(2) 및 다른 배기가스 재순환 장치(8)를 모두 갖지만, 이들 장치 중 단 하나의 장치만이 존재해도 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템을 실시하는데 충분하다. 마찬가지로 또한 SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 농도 변화 및/또는 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하기 위해 이들 장치 중 2개 또는 3개 모두를 함께 동작하도록 사용할 수도 있고, 하나의 장치에 결합시키는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 방법에 없어서는 안 될 성분으로서, SCR 입자 필터(3)의 하류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도를 측정하기 위해 적어도 제1 농도 센서(6)가 배기가스 질량 흐름(10)에 배열된다. 이 제1 농도 센서(6)는 대응하는 제1 농도 측정 신호(110)를 출력하고, 이 제1 농도 측정 신호에 기초하여 상관 농도 비교값(VgW)이 제공될 수 있다.
또한, 여기에 도시된 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 실시예는 추가 개선 단계에서, SCR 입자 필터(3)의 상류에서 NH3 및/또는 NOX 농도를 측정하기 위해 SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에 배열된 추가 농도 센서(5)를 갖는다. 상기 추가 농도 센서는 NH3 공급 장치(7)의 하류의 배기가스 질량 흐름(10)에 및 제1 배기가스 재순환 장치(2)의 분기점에 및 SCR 입자 필터(3)의 바로 상류에 편리하게 배열되어, 이 추가 농도 센서(5)에 의해, SCR 입자 필터(3)의 상류의 NH3 및 NOX 농도 변화, 즉, 목표로 유도된 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 검출할 수 있다. 이 추가 농도 센서(5)는 또한 농도 비교값(VgW)을 제공하기 위해 사용될 수 있는 대응하는 제2 농도 측정 신호(100)를 출력한다.
이러한 방식으로, 방법을 실행하기 위해, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 농도 변화 및/또는 NOX 농도 변화를 실제 측정한 값이 예를 들어, SCR 입자 필터의 진단 신뢰성을 증가시키는 농도 비교값(VgW)을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그렇지 않고, SCR 입자 필터(3)의 하류에 배열된 농도 센서(6)만이 이용 가능한 경우, 예를 들어, 목표로 정해진 농도 변화를 위한 기본값이 실제값으로 채택되고, 각각의 농도값의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 장치가 에러 없이 기능하는 것으로 가정된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 실시예는 전자 처리 및 제어 유닛(15)(ECU)을 갖는다. 이것은 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 적어도 하나의 전술한 장치에 의해 SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위해 및 적어도 하나의 농도 센서(6)에 의해 출력된 제1 농도 측정 신호(110) 및 다른 개선 단계에서 제2 농도 측정 신호를 검출하기 위해 구성된다. 이를 위해, 전자 처리 및 제어 유닛(15)은 제어 신호를 대응하는 시스템 구성 요소에 전송하거나 또는 대응하는 시스템 구성 요소로부터 신호, 특히 측정 신호를 수신하기 위해, 신호 라인(2c, 5c, 6c, 7c 및 8c)을 통해 시스템 구성 요소들, 즉, 제1 배기가스 재순환 밸브(2b), 추가 농도 센서(5), 제1 농도 센서(6), 분배 장치(7b) 및 추가 배기가스 재순환 밸브(8b)에 전기적으로 연결된다.
전자 처리 및 제어 유닛(15)은 제1 농도 센서(6)의 제1 농도 측정 신호에 기초하여 또는 제1 및 추가 농도 센서(6, 5)의 2개의 농도 측정 신호에 기초하여 본 발명에 따른 임의의 실시예에 따른 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키기 위해 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 더 구성된다. 이를 위해, 배기가스 후처리 시스템 및 내연기관을 제어하기 위해 방법 순서, 대응하는 계산 알고리즘, 및 필요한 기본값은 전자 제어 유닛(15) 또는 할당된 전자 메모리 유닛에 실행 가능한 프로그램 코드 형태로 저장된다.
전술한 배기가스 후처리 시스템의 일 실시예는 전자 처리 및 제어 유닛(15)이 내연기관의 중앙 제어 유닛(CPU)(16)의 필수 구성 요소이고, 실행 방법은 의도된 동작 동안 내연기관의 배기가스 관련 기능 유닛을 모니터링하기 위한 온보드 진단 시스템의 일부인 것을 특징으로 한다.
전술한 실시예 중 하나에서 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 일 실시예가 주 방법 단계로 도 2에 도시된 단순화된 블록 순서 프로그램에 기초하여 도시되어 있다.
방법 시작 후, 내연기관은 "D-BP_설정"에 의해 식별된 제1 방법 단계에서 진단 동작 모드로 설정되고, 여기서 내연기관의 특정 관련 진단 동작 파라미터(D-BP)가 진단 기본값(D-BP_설정)에 대응하는 것으로 확인되거나 또는 진단 기본값에 대응하는 것으로 설정되거나 또는 조정된다.
방법의 일 실시예의 변형에서, 진단 동작 모드는 다음 진단 동작 파라미터 중 적어도 하나를 특징으로 한다:
- 내연기관의 엔진 속도(RPM)는 1100 내지 1900 회전/분의 값으로 조정된다.
- SCR 입자 필터(3)의 동작 온도(T-SC-PF)는 250℃ 내지 350℃의 값으로 조정된다.
- 3바 내지 7바의 SCR 입자 필터(3)에 걸친 배기가스 질량 흐름(ΔP_SCR-PF)의 압력차가 확인된다.
- 또한 SCR 입자 필터(3)에 저장된 NH3 양(SM_SC-PF)이 미리 정해진 임계값을 초과하는 것이 확인된다.
- 추가적으로 첨가된 NH3 양은 SCR 입자 필터의 상류의 배기가스 중 NOX 농도에 대하여 화학량론적인 값으로 조정되고, 즉, 첨가된 NH3 양이 SCR 입자 필터의 배기가스 중 NOX 분율을 완전히 변환하는데 필요한 양에 대응하는 것이 가능하다. 이러한 동작 파라미터의 사양은 내연기관의 안정된 동작을 보장하고, 방법에 미치는 교란의 영향을 줄이고, SCR 입자 필터의 진단 유효성의 신뢰도를 높인다.
이를 위해, 대응하는 진단 기본값은 전자 처리 및 제어 장치(ECU)의 전자 메모리에 저장되고, 이는 도 2에서 "E_Sp1"로 표시되며, 간단한 방식으로 이 방법 단계를 실행하기 위해 판독 및 사용될 수 있다.
진단 동작 파라미터를 조정, 설정 및 확인하는 데는 특정 시간 기간이 걸릴 수 있기 때문에, 현재 진단 동작 파라미터가 진단 기본값에 대응하는지 여부는 "D-BP = D-BP_설정"으로 표시되는 다음 방법 단계에서 점검된다. 여기서 대응하지 않는 경우, 진단 동작 파라미터(D-BP)를 진단 기본값(D-BP_설정)에 맞추는 시도가 계속 수행된다. 원하는 진단 동작 파라미터에 존재하는 경우 그 다음 처리 단계를 수행할 수 있다.
"NOX/NH3"으로 표시된 그 다음 처리 단계에서, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 농도 변화 및/또는 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하는 것이 일어난다. 배기가스 후처리 시스템의 실시예에 따라, 이것은 도 2에 파선으로 도시된 바와 같이 NH3 공급 장치(7), 제1 배기가스 재순환 장치(2) 및 다른 배기가스 재순환 장치(8) 중 하나 이상의 장치를 대응하여 개별적으로 또는 조합하여 제어하는 것에 의해 수행된다. 배기가스 후처리 시스템의 설계에 따라, NH3 농도 변화 또는 또한 NOX 농도 변화 또는 또한 함께 또는 중첩하여 NOX/NH3 농도 변화는 전자 처리 및 제어 유닛(ECU)(15)에 의해 NH3 및/또는 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하기 위한 전술한 장치를 대응하여 제어하는 것에 의해 유도될 수 있다.
상기 방법의 일 실시예에서, SCR 입자 필터(3)의 상류에서 정해진 NOX 농도 변화는 NOX 농도의 증가 또는 감소로 구성될 수 있으며, 이는 예를 들어 배기가스 재순환 속도의 정해진 감소 또는 증가에 의해 달성되고, 여기서 또한, 내연기관의 또 다른 동작 파라미터가 배기가스 중 NOX 농도의 증가로 영향을 받는 것도 보조 방식으로 가능하다. 여기서, 배기가스 재순환 속도는 제1 배기가스 재순환 장치(2) 또는 다른 배기가스 재순환 장치(8) 또는 2개의 배기가스 재순환 장치(2, 8)에 의해 설정될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 전자 처리 및 제어 장치(ECU)(15)에 의해, 제1 배기가스 재순환 밸브(2b) 또는 제2 배기가스 재순환 밸브(8b)를 적절히 제어하는 것에 의해 실현되거나 또는 제1 및 제2 배기가스 재순환 밸브(2b, 8b)를 함께 제어하는 것에 의해 실현된다.
또한, 상기 방법의 일 실시예에서, SCR 입자 필터(3)의 상류에서 정해진 NH3 농도 변화는 NH3 공급 장치(7)에 의해 NH3 용액(7d)의 첨가량의 정해진 증가 또는 감소의 결과로서 설정된 NH3 농도의 정해진 증가 또는 감소로 구성될 수 있다. 이것은 특히 전자 처리 및 제어 유닛(ECU)(15)에 의해 계량 장치(7b)를 대응하여 제어하는 것에 의해 실현된다.
본 발명에 따른 방법의 다른 과정에서, "NOX/NH3_Sig"로 표시된 방법 단계에서, SCR 입자 필터(3)의 하류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화는 SCR 입자 필터(3)의 상류에서 측정된 전술한 NH3 및/또는 NOX 농도 변화에 바로 이어서 지정된 시간 창(TW) 내에서 측정된다. 이것은 대응하는 제1 농도 측정 신호(110)를 출력하는 적어도 하나의 제1 농도 센서(6)에 의해 수행되고, 이 제1 농도 측정 신호는 신호 라인(6c)을 통해 추가 처리를 위해 전자 처리 및 제어 유닛으로 공급된다.
상기 방법의 일 실시예에서, 상기 언급된 방법 단계의 과정에서, SCR 입자 필터의 상류에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화는 동일한 시간 창(TW) 내에서 추가로 측정된다. 이를 위해, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에 배열된 추가 농도 센서(5)에 의해, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서의 NH3 및/또는 NOX 농도 변화와 상관되는 제2 농도 측정 신호(120)가 제공되고 신호 라인(5c)을 통해 전자 처리 및 제어 유닛(ECU)에 공급된다. 이것은 SCR 입자 필터(3)의 상류 및 하류의 농도 변화 및 방법의 진단 확실성의 연관된 증가를 상대적으로 고려할 수 있게 할 뿐만 아니라 배기가스 재순환 장치(2, 8) 및 NH3 공급 장치(7)의 기능을 평가하는 가능성을 가능하게 한다.
"(NOX/NH3) VGW"로 표시된 다음 처리 단계에서, 상관 농도 비교값(VgW)은 적어도 제1 농도 측정 신호(110)에 기초하여 제공된다. 예를 들어, 방법의 다른 실시예에서, 정해진 시간 창(TW) 내에서 달성된 농도 변화의 각각의 최대값 또는 최소값 및/또는 정해진 시간 창(TW) 내에서 결정된 농도 변화의 구배는 농도 비교값(VgW)으로 사용될 수 있다.
상기 방법의 다른 실시예에서, SCR 입자 필터의 상류에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 추가로 측정하는 경우, 농도 비교값(VgW)은 정해진 시간 창 내에서 결정된 SCR 입자 필터(3)의 하류 및 상류에서의 각각의 NH3 및/또는 NOX 농도 변화에 기초할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 방법의 다른 실시예에서, 특정 시점에서 정해진 시간 창 내에서 결정된 NH3 및/또는 NOX 농도 변화의 값 및/또는 각각의 경우에 SCR 입자 필터(3)의 상류 및 하류의 농도 변화의 구배는 서로 비교되거나 서로에 대해 설정될 수 있다. 이를 통해 NH3 및/또는 NOX 농도 변화에 대해 결함이 있을 수 있는 장치로 인해 잘못된 진단을 하는 것을 배제할 수 있기 때문에 특히 신뢰할 수 있는 농도 비교값(VgW)을 제공하고 방법의 진단 확실성을 높일 수 있다.
"VgW-GW"로 표시된 다음 방법 단계에서, 지정된 시간 창(TW) 내에서 측정된 SCR 입자 필터(3)의 하류의 NH3 및/또는 NOX 농도 변화는 각각의 농도 비교값(VgW) 및 미리 정해진 한계값(GW)에 기초하여 평가된다. 여기서, 방법의 실행에 따라, 전술한 바와 같이, SCR 입자 필터(3)의 상류 및 하류에서 각각 측정된 농도 변화의 각각의 최대값 또는 최소값 및/또는 농도 변화의 결정된 구배 또는 또한 농도 변화의 값 또는 구배에 기초한 비교 또는 비율 값이 농도 비교값으로 사용될 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 방법을 구성하는 데 및 각각의 사용 상황에서 요구 조건에 적응하는 데 넓은 변화를 허용한다. 사용된 농도 비교값에 따라 대응하여 적응된 한계값을 지정해야 한다. 이들 값은, 예를 들어, 미리, 경험적으로 또는 모델 계산에 의해 결정될 수 있고, 예를 들어, 전자 처리 및 제어 유닛의 전자 메모리 영역에 저장되고, 농도 변화를 평가하기 위해 메모리 영역에서 검색된다. 이러한 전자 메모리 영역은 도 2에서 E_Sp2로 표시되며, "(NOX/NH3)_GW"로 도시된 대응하는 한계값을 포함한다.
SCR 입자 필터(3)의 하류의 농도 변화를 전술한 바와 같이 평가하는 것에 기초하여, "VGW≥GW"로 표시된 다음 처리 단계에서, 평가 결과 농도 비교값(VgW)이 적어도 하나의 미리 결정된 한계값(GW)을 초과하는 경우 SCR 입자 필터(3)는 결함이 있는 것으로 진단된다("SCR-PF = nok"). 그렇지 않고 농도 비교값이 한계값에 도달하지 않거나 초과하지 않은 경우 SCR 입자 필터는 기능하는 것으로 진단된다("SCR-PF = ok"). 이에 따라 본 발명에 따른 방법이 완료된다.
배기가스 후처리 시스템이 영구적으로 에러 없이 동작하는 것을 보장하기 위해, 본 발명에 따른 방법은 동작 동안 특정 사이클에서 반복될 수 있으며, 이 사이클은 특정 동작 지속 시간, 특정 동작 성능, 또는 동작 동안 결정된 요구 값에 기초할 수 있다.
상기 방법의 다른 실시예는 NH3 및/또는 NOX 농도 변화 과정에서 농도 증가 후 바로 이어서 농도 감소가 일어나는 것을 특징으로 한다. 여기서, 특정 제1 시간 기간 동안 농도 증가 후, 이러한 선택된 값으로 농도 감소가 일어나고, 이러한 선택된 제2 시간 기간 동안 농도 증가 및 농도 감소의 지속 시간에 걸쳐 SCR 입자 필터의 하류의 NH3 및/또는 NOX 농도의 결과 평균값은 농도 증가 전의 NH3 및/또는 NOX 농도값에 대응한다. 이에 의해, 시간이 지남에 따라 평균적으로 상기 방법의 지속 시간 동안 상기 방법에 의해 오염 물질 방출이 증가하는 일이 일어나지 않는 것이 보장된다.
상기 방법의 다른 실시예는 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 측정하기 위해, 결합된 농도 측정 신호(110)로 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 결합시키는 결합된 농도 센서(6)가 각각의 경우에 사용되는 것을 특징으로 한다. 이것은 SCR 입자 필터(3)의 하류의 제1 농도 센서(6) 및 SCR 입자 필터(3)의 상류의 제2 농도 센서(5)에 모두 적용될 수 있다. 이것은 유리하게는 상기 방법을 실행하기 위해 NH3 농도 변화 및 NOX 농도 변화 및 결합된 NH3/NOX 농도 변화를 모두 지정할 수 있게 하여, 또한 미리 결정된 농도 변화의 크기 범위를 더 크게 열 수 있게 한다.
상기 방법의 다른 개선에서, SCR 입자 필터(3)의 하류 및/또는 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 측정하기 위한 각각의 지정된 시간 창(TW)은 5초 이하, 특히 3초 이하의 지속 시간을 갖는다. 이 시간 창의 길이는 SCR 입자 필터(3)가 결함이 있는 경우에만 SCR 입자 필터(3)의 하류에 신속한 NH3 및/또는 NOX 농도 변화가 일어나서 농도 비교값을 결정하는 데 및 이에 따라 SCR 입자 필터를 진단하는 데 영향을 미치는 것을 보장한다.
도 3은 SCR 입자 필터의 상류 및 하류에서 결합된 NOX/NH3 농도 센서의 도움으로 기록된, 시간에 따른 NOX/NH3 농도 과정의 일례를 도시한다. 여기서, 곡선(100)은 SCR 입자 필터의 상류에서의 NOX/NH3 농도를 나타내고, 여기서 약 40ppm의 NOX/NH3 농도로부터 시작해서, 진단 동작 모드에서 시간(T1)에서 조정이 수행되어, 약 100 ppm 내지 140 ppm으로 정해진 농도 변화가 유도된다. 곡선(110)은 결함이 있는 SCR 입자 필터의 경우 SCR 입자 필터의 하류에서 기록된 NOX/NH3 농도를 나타낸다. 약 15ppm의 NOX/NH3 농도의 상승된 값은 여기서 진단 동작 모드 단계에서 이미 볼 수 있다. 시간(T1)에서, NOX/NH3 농도는 시간 창(TW) 내에서 구배(G1)로 증가하기 시작하고, 시간 창(TW)의 끝에서 시간(T2)에서 최대 농도(KM1)로 증가한다.
이와 달리, 곡선(120)은 온전한 SCR 입자 필터의 경우 SCR 입자 필터의 하류에서 기록된 NOX/NH3 농도를 보여준다. 여기서, NOX/NH3 농도의 최소값은 진단 동작 모드 단계에서 존재한다. 이 경우에도, 시간(T1)에서, NOX/NH3 농도는 시간 창(TW) 내에서 증가하기 시작하지만, 곡선(110)의 것보다 상당히 더 낮은 구배(G2)로 증가한다. 따라서, 시간(T2)까지, 시간 창(TW)의 끝에서 또한 상당히 더 낮은 최대 농도(KM2)만이 달성된다.
전술한 예시적인 실시예로부터 명백한 바와 같이, 시간 창(TW) 내에서 특정 시점까지 또는 시간 창(TW)의 끝에서 달성된 각각의 최대 농도(MK1, MK2), 또는 또한 시간 창(TW) 내에서 NOX/NH3 농도 증가의 각각의 구배(G1, G2)가 농도 비교값(VgW)으로 사용될 수 있다. 또한, SCR 입자 필터의 하류에서 결정된 농도값 및 함께 상류에서 지정되거나 결정된 농도값을 고려하고 이로부터 비교값을 결정할 수 있다. 여기서, SCR 입자 필터의 상류의 NOX/NH3 농도값은 모델 고려 사항을 사용하여 결정되거나 (존재하는 경우) 농도 센서에 의해 측정된 기본값에 기초할 수 있다.
농도 비교값(VgW)을 결정하기 위해, 하나의 예시적인 실시예에서, 시간 창(TW) 내에서 결정된 SCR 입자 필터의 하류의 농도 증가의 구배를 SCR 입자 필터의 상류의 농도 변화의 단계 변화값(step-change value)으로 분할할 수 있다. 그 결과는 농도 비교값(VgW)으로서 사용된다. 예를 들어, SCR 입자 필터의 하류에서 농도 증가의 구배가 11.3 ppm/s이고 SCR 입자 필터의 상류의 농도 변화의 단계 변화값이 480 ppm인 경우(여기에서 부호를 관찰해야 함), 그 결과 농도 비교값은 결과는 다음과 같다:
(11.3 ppm/s)/480 ppm = 0.024/s.
예를 들어, 0.016/s의 한계값(GW)이 존재하는 경우 이 한계값을 초과해서(VgW ≥ GW) SCR 입자 필터는 결함이 있는 것으로 평가되어야 한다(SCR-PF = nok).
이 접근법은 교란의 영향에 대하여 상기 방법의 견고성을 증가시킨다.
상기 방법의 다른 실시예는 NH3 및/또는 NOX 농도 변화가 농도 증가 이후 바로 이어서 농도 감소를 갖고 각각의 경우 SCR 입자 필터(3)의 상류 및 하류의 농도 증가 및 농도 감소의 값 및/또는 구배가 SCR 입자 필터(3)의 하류에서 측정된 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 평가하기 위해 서로 조합하여 사용되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 각각의 경우에, SCR 입자 필터의 하류의 농도 증가의 구배 및 SCR 입자 필터의 상류의 농도 증가의 단계 변화값과 또한 SCR 입자 필터의 하류의 후속 농도 감소의 구배 및 SCR 입자 필터의 상류의 농도 감소의 연관된 단계 변화값의 하나의 비율이 형성될 수 있고 이들의 합을 계산할 수 있다.
이것은 도 4에 정성적으로 도시되어 있다. 이 도 4는 SCR 입자 필터의 상류의 NH3/NOX 농도의 곡선(100)과, SCR 입자 필터의 하류의 NH3/NOX 농도의 결과 곡선(110)을 도시한다. 곡선(100)은 시간(T1)에서 일정량만큼 목표로 정해져 유도된 급격한 농도 증가(+KSp1), 및 시간(T2)까지 시간 창(TW1)에 걸쳐 증가된 NH3/NOX 농도의 지속성을 나타낸다. 이후 시간(T2)에서 동일한 양만큼 마찬가지로 목표로 정해져 유도된 급격한 농도 감소(-KSp2), 즉, 농도 증가의 완전한 철회가 뒤따른다. SCR 입자 필터의 하류의 NH3/NOX 농도 과정은 농도 변화(+KSp1)에 바로 이어서 시간(T2)까지 시간 창(TW1) 내에서 시간(T1) 이후 구배(+G1a)로 증가하고 나서, 농도 변화(-KSp2)에 바로 이어서 시간(T3)까지 지속하는 시간 창(TW2) 내에서 구배(-G1b)로 NH3/NOX 농도의 강하를 보여준다. 상기 방식에 따르면, 농도 비교값(VgW)은 다음 관계에 따라 결정될 수 있다:
(+G1a/+KSp1) + (-G1b/-KSp2) = VgW
예를 들어, SCR 입자 필터의 상류에서 +480 ppm의 농도 증가의 단계 변화값의 경우에 하류에서 +7.3 ppm/s의 구배가 발생하고, 이후 -480 ppm/s의 농도 감소의 단계 변화값의 경우 하류에서 -11.3 ppm/s의 구배가 발생하는 경우, 농도 비교값은 다음과 같이 계산된다:
((+7.3 ppm/s)/+ 480 ppm) + ((-11.3 ppm/s)/-480 ppm) =
0.015/s + 0.024/s = 0.039/s
예를 들어, 0.026/s의 한계값(GW)이 존재하는 경우 이 한계값을 초과해서(VgW ≥ GW) SCR 입자 필터는 결함이 있는 것으로 평가되어야 한다(SCR-PF = nok).
이 접근법은 교란의 영향에 대하여 방법의 견고성을 더욱 증가시킨다.
본 방법의 다른 실시예에서, SCR 입자 필터(3)의 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 목표로 정해진 NH3 및/또는 NOX 농도 변화가 SCR 입자 필터(3)의 진단 후에 철회되면, 진단 동작 모드가 종료되고, NH3 및/또는 NOX 농도가 내연기관의 현재 동작 지점에 의존하는 방식으로 다시 설정되거나 제어된다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 진단 결과에 기초하여 그리고 진단 결과에 의존하는 방식으로 다양한 다른 조치가 개시될 수 있다.
진단 결과 SCR 입자 필터가 온전하고 올바르게 동작하는 경우(SCR-PF = ok), 방법 실행 후, 즉, SCR 입자 필터(3)의 기능 진단 후 내연기관은 다시 정상 작동 동작 모드에서 계속 동작될 수 있고; 이것은 "BP_정상"이라고 표시된 방법 단계에 도시된다.
그러나 진단 결과 SCR 입자 필터에 결함이 있는 경우(SCR-PF = nok), 내연기관은 대신 비상 동작을 개시할 수 있고, 이에 의해 예를 들어, 감소된 엔진 성능으로 여전히 차량 수리점(workshop)을 찾을 수 있게 할 수 있다. 동시에 결함 메시지가 차량 운전자에게 출력되어 운전자에게 가장 가까운 차량 수리점을 바로 찾아 수리를 진행하도록 요청할 수 있다. 이것은 도 2에서 "BP_Not"으로 표시된 방법 단계에서 도시된다.

Claims (17)

  1. 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    상기 배기가스 후처리 시스템은 배기가스 질량 흐름(10)을 전달하기 위한 배기가스 라인(1)을 갖고, 상기 배기가스 라인(1)에 배열된 SCR 입자 필터(3)를 갖고, NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 장치가 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에 배열되고, 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에 적어도 하나의 제1 농도 센서(6)가 배열되고, 상기 방법은,
    - 상기 내연기관을 진단 동작 모드로 설정하는 단계로서, 상기 내연기관의 특정 관련 진단 동작 파라미터(D-BP)가 진단 기본값(D-BP_설정)에 대응하는 것으로 확인되거나 또는 진단 기본값에 대응하는 것으로 설정되거나 또는 조정되는, 상기 내연기관을 진단 동작 모드로 설정하는 단계;
    상기 진단 동작 모드에 존재하는 경우,
    - 상기 진단 동작 모드에 존재하는 NH3 농도의 값 및/또는 NOX 농도의 값에 대해 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에서의 NH3 농도 변화 및/또는 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하는 단계;
    - 대응하는 제1 농도 측정 신호(110)를 출력하는 상기 적어도 하나의 제1 농도 센서(6)에 의해, 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류에서 측정된 상기 NH3 및/또는 NOX 농도 변화에 바로 이어서, 지정된 시간 창(TW) 내에서 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 측정하는 단계; 및
    - 적어도 상기 제1 농도 측정 신호(110)에 기초하여 상관 농도 비교값(VgW)을 제공하는 단계;
    - 각각의 농도 비교값(VgW) 및 미리 정해진 한계값(GW)에 기초하여 상기 지정된 시간 창(TW) 내에서 측정된 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류의 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 평가하는 단계; 및
    - 평가 결과 상기 농도 비교값(VgW)이 적어도 하나의 미리 정해진 한계값(GW)을 초과하면 상기 SCR 입자 필터(3)를 결함이 있는 것으로 진단하는 단계를 포함하는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화의 목표로 정해진 유도를 수행하기 위한 장치는 상기 배기가스 라인(1)으로 NH3 용액(7d)을 공급하기 위한 NH3 공급 장치(7)를 갖고 및/또는 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 라인(1)으로부터 분기되는 제1 배기가스 재순환 장치(2)를 갖고 및/또는 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류의 상기 배기가스 라인(1)으로부터 분기되는 다른 배기가스 재순환 장치(8)를 갖는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 진단 동작 모드는 다음 진단 동작 파라미터:
    - 1100 내지 1900 회전/분의 상기 내연기관의 엔진 속도(RPM);
    - 250℃ 내지 350℃의 상기 SCR 입자 필터(3)의 동작 온도(T-SC-PF);
    - 3바(bar) 내지 7바의 상기 SCR 입자 필터(3)에 걸친 상기 배기가스 질량 흐름(ΔP_SCR-PF)의 압력차;
    - 상기 SCR 입자 필터(3)에 저장된 NH3 양(SM_SC-PF)이 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우;
    - 첨가된 NH3 양이 상기 SCR 입자 필터의 상류의 상기 배기가스 중 NOX 농도에 대해 화학량론적인 값으로 조정된 경우
    중 적어도 하나를 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 SCR 입자 필터(3)의 상류에서 정해진 NOX 농도 변화는 상기 제1 배기가스 재순환 장치(2) 및/또는 다른 배기가스 재순환 장치(8)의 배기가스 재순환 속도의 정해진 감소 또는 증가의 결과로서 설정되는 NOX 농도의 증가 또는 감소로 구성된, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SCR 입자 필터(3)의 상류에서 정해진 NH3 농도 변화는 상기 NH3 공급 장치(7)에 의해 NH3 용액(7d)의 첨가량의 정해진 증가 또는 감소의 결과로서 설정된 NH3 농도의 정해진 증가 또는 감소로 구성된, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지정된 시간 창(TW) 내에서 측정된 상기 입자 필터(3)의 하류의 NOX 농도 변화 및/또는 NH3 농도 변화를 평가할 때, 상기 정해진 시간 창(TW) 내에서 달성된 상기 농도 변화의 각각의 최대값 또는 최소값 및/또는 상기 정해진 시간 창(TW) 내에서 결정된 상기 농도 변화의 구배는 농도 비교값(VgW)으로서 사용되는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, NH3 및/또는 NOX 농도 변화 동안 농도 증가 후 바로 이어서 농도 감소가 일어나고, 특정 제1 시간 기간 동안 농도 증가 후에, 선택된 값으로 상기 농도 감소가 일어나고, 선택된 제2 시간 기간 동안 상기 농도 증가의 지속 시간 및 상기 농도 감소의 지속 시간에 걸쳐 NH3 및/또는 NOX 농도의 결과 평균값은 상기 농도 증가 전에 나타나는 NH3 및/또는 NOX 농도값에 대응하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 측정하기 위해, 결합된 농도 측정 신호(110)로 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 결합시키는 결합된 농도 센서(6)가 각 경우에 사용되는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 지정된 시간 창(TW)은 5초 이하, 특히 3초 이하의 지속 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SCR 입자 필터(3)의 진단 후, 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에서 목표로 정해진 NH3 및/또는 NOX 농도 변화가 철회되고, 진단 결과에 의존하는 방식으로 상기 내연기관은 정상 작동 동작 모드(BP_정상)로 다시 전환되어 계속 동작되거나 또는 비상 동작(BP_Not)으로 제한되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 농도 센서(5)가 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에 배열되고, 상기 추가 농도 센서에 의해, 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도 변화와 상관되는 제2 농도 측정 신호(100)가 제공되고, 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류에서 측정된 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 평가하는데 사용되는 상기 농도 비교값(VgW)은 정해진 시간 창(TW) 내에서 결정된 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류 및 상류의 각각의 NH3 및/또는 NOX 농도 변화에 기초하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 각각의 경우에 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류 및 하류에서, 특정 시점에서, 상기 정해진 시간 창 내에서 결정된 NH3 및/또는 NOX 농도 변화의 값 및/또는 상기 농도 변화의 구배는 서로 비교되거나 서로에 대해 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  13. 제12항에 있어서, NH3 및/또는 NOX 농도 변화는 농도 증가 후 바로 이어서 농도 감소를 갖고, 각각의 경우 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류 및 하류에서 상기 농도 증가 및 농도 감소의 값 및/또는 구배는 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류에서 측정된 NH3 및/또는 NOX 농도 변화를 평가하기 위해 서로 함께 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법.
  14. 내연기관의 배기가스 후처리 시스템으로서,
    상기 배기가스 후처리 시스템은 배기가스 라인(1)에 배열된 SCR 입자 필터(3)를 갖고, 상기 SCR 입자 필터(3) 상류의 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 적어도 하나의 장치를 갖고, 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류의 상기 가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제1 농도 센서(6)를 갖고, 상기 배기가스 후처리 시스템은 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 적어도 하나의 장치에 의해 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위해 및 상기 적어도 하나의 농도 센서(6)에 의해 출력된 제1 농도 측정 신호(110)를 검출하기 위해 구성된 전자 처리 및 제어 유닛(15)을 갖고, 상기 전자 처리 및 제어 유닛(15)은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키기 위한 방법을 실행하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에 배열되고, 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 NH3 및/또는 NOX 농도를 측정하는 기능을 하는 추가 농도 센서(5)를 갖고, 상기 전자 처리 및 제어 유닛(15)은 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 내연기관의 배기가스 후처리 시스템을 동작시키는 방법을 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 질량 흐름(10)에서 NH3 및/또는 NOX 농도의 목표로 정해진 변화를 수행하기 위한 장치는 상기 배기가스 라인(1)으로 NH3 용액(7d)을 공급하기 위한 NH3 공급 장치(7)를 갖고 및/또는 상기 SCR 입자 필터(3)의 상류의 상기 배기가스 라인(1)으로부터 분기되는 제1 배기가스 재순환 장치(2)를 갖고 및/또는 상기 SCR 입자 필터(3)의 하류 상기 배기가스 라인(1)으로부터 분기되는 다른 배기가스 재순환 장치(8)를 갖는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 처리 및 제어 유닛(15)은 상기 내연기관의 중앙 제어 유닛(16)의 필수 구성 요소이며, 실행되는 방법은 의도된 동작 동안 상기 내연기관의 배기가스 관련 기능 유닛을 모니터링하기 위한 온보드 진단 시스템의 일부인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
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