KR100511699B1 - 배기 정화 장치 - Google Patents

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KR100511699B1
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미쓰비시 지도샤 고교(주)
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Abstract

엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 수단(66)과, 운전 상태 검출 수단의 출력에 기초하여 엔진의 연소실 내로의 연료 공급을 제어하는 연료 제어 수단(64)과, 배기에 의해 흡기를 과급하는 터보 챠저(40; turbo charger)를 구비한 엔진에 있어서, 터보 챠저(40)의 터빈(421)의 하류측 배기 통로 중에 설치된 필터(51)에 의해 배기 중의 파티큘레이트(particulate)를 포착시킴과 동시에, 필터(51)에 알칼리 금속(alkali metal)계 촉매를 담지(擔持)하고 있다.
그리고, 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 필터 근방의 배기 온도를 검출(또는 추정)하고, 배기 온도가 소정 온도를 넘은 경우에, 과급압(過給壓) 제어 수단(62)에 의해 터보 챠저의 과급압을 증대시키도록 한다.
이로써, 연비 악화를 초래하지 않고 배기 온도의 과도한 상승을 억제하여, 알칼리 금속계 촉매가 담지된 필터(51)의 기능 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

배기 정화 장치 {Exhaust emission control device}
본 발명은 디젤 엔진 등에 사용하기 적합한 배기 정화 장치에 관한 것이다.
디젤 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중에는, 카본(carbon)을 주체로 하는 파티큘레이트[이하, 그을음(soot)]가 포함되어 있으며, 이 그을음의 대기 중으로의 배출을 억제하기 위한 기술이 다양하게 실용화되고 있다.
이러한 기술로서는, 예를 들면, 디젤 엔진의 배기 통로에 상류측으로부터 산화 촉매와 파티큘레이트 포집용 필터(이하, DPF)를 순서대로 배치한 연속 재생식 배기 정화 장치가 공지되어 있으며, 더욱이, DPF의 재생 성능을 높이기 위해, DPF에 알칼리 금속계 촉매를 담지시킨 것도 공지되어 있다.
그러나, 이러한 알칼리 금속계 촉매는 고온영역에서 알칼리 금속의 재결합 및 증발 비산에 의해 기능 저하를 발생시키기 때문에, 고속 주행시 또는 고부하 운전시에 있어서, 배기 온도의 과도한 상승을 억제할 필요가 있다.
그런데, 용량 고정 터보 챠저를 구비한 엔진에서는 웨이스트 게이트 밸브(waste gate valve)의 개방 밸브 설정압을 높게 함으로써 과급압(過給壓)을 상승시켜, 흡입 공기량을 증대시킴으로써, 고회전ㆍ고부하 운전시의 배기 온도를 억제할 수 있다.
그렇지만, 상기한 바와 같이 웨이스트 게이트 밸브의 개방 밸브 설정압을 높인 경우에는, 엔진의 저회전영역에서의 과급압도 상승해버리기 때문에, 엔진의 통내압(筒內壓)을 허용 통내압으로 억제하고자 하면, 연료 분사 시기의 리타드(retard)가 필요해지고, 연비가 악화된다고 하는 과제가 있다. 또한, 저회전영역에서의 펌핑 로스(pumping loss)도 증대하여, 역시 연비 악화를 초래할 우려가 있다.
본 발명은 상술한 과제를 감안하여 창안된 것으로, 터보 챠저를 구비한 엔진에 있어서, 연비를 악화시키지 않고 배기 온도의 과도한 상승을 억제하여 알칼리 금속계 촉매가 담지된 DPF의 기능 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 배기 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 배기 정화 장치는 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 수단과, 운전 상태 검출 수단의 출력에 기초하여 엔진의 연소실 내로의 연료 공급을 제어하는 연료 제어 수단과, 배기에 의해 흡기를 과급하는 터보 챠저를 구비한 엔진에 있어서, 터보 챠저의 터빈의 하류측 배기 통로 중에 설치된 필터에 의해 배기 중의 파티큘레이트를 포착시킴과 동시에, 필터에 알칼리 금속계 촉매를 담지하고 있기 때문에 필터의 재생 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고, 배기 온도 검지 수단에 의해 필터 근방의 배기 온도를 검출하고, 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘은 경우에, 과급압 제어 수단에 의해 터보 챠저의 과급압을 증대시키도록 한다.
이로써, 배기 온도가 높은 경우에는, 터보 챠저의 과급압이 증대함으로써, 연소실 내에 비교적 저온의 흡입 공기가 다량으로 유입하여, 배기 온도가 저하하기 때문에, 필터의 기능 저하가 방지된다.
그리고, 본 발명에 의하면, 배기 온도가 고온이 된 경우에만 터보 챠저의 과급압을 변화시켜 배기 온도를 저하시킬 수 있기 때문에, 종래와 같이, 용량 고정형 터보 챠저의 웨이스트 게이트 밸브의 개방 밸브 설정압을 높게 설정한 경우의 저회전ㆍ저부하 주행시의 연비 악화를 수반하지 않고 효율적으로 배기 온도 상승을 방지할 수 있다. 그리고, 배기 온도를 저하시킴으로써, 알칼리 금속계 촉매를 담지한 필터의 열 열화(熱劣化)에 의한 기능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 터보 챠저를 가변 용량형 터보로서 구성하고, 배기 온도가 소정 온도를 넘은 경우에, 과급압 제어 수단에 의해 과급압을 증대시키도록 상기 가변 용량형 터보를 제어해도 된다.
이렇게, 터보 챠저의 용량을 제어함으로써 과급압을 증감시키는 경우, 터빈 입구압의 상승이 없기 때문에, 연비의 악화 없이 효과적인 배기 온도 제어가 가능해진다.
또한, 터보 챠저는 터빈을 바이패스하는 배기량을 조정 가능한 제어 밸브를 구비하고, 배기 온도가 소정 온도를 넘은 경우에, 과급압 제어 수단에 의해 이 제어 밸브를 폐쇄하고, 바이패스되는 배기량을 저감하도록 해도 된다.
또한, 바이패스 통로 내에 설치한 제어 밸브의 개폐에 의해 터빈을 바이패스하는 배기량을 조정하도록 함으로써, 터보 챠저의 과급압을 조정하여 배기 온도를 제어할 수 있음과 동시에, 터보 챠저의 용량을 고정 용량형으로 할 수 있어, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
또한, 연료 제어 수단은 엔진의 연소실 내에 공급되는 연료의 분사 시기를 제어하는 분사 시기 제어 수단을 구비하고 있으며, 터보 챠저의 과급압을 증대시키는 경우에, 이 분사 시기 제어 수단에 의해 연료의 분사 시기를 지체(遲角; retard)시키도록 제어해도 된다.
또한, 과급압을 증가시키는 경우에, 분사 시기 제어 수단에 의해 연소실 내로의 연료의 분사 시기를 지체시켜 엔진 출력을 저하시킴으로써, 과급압의 증가에 의해 증대한 출력이 상쇄되어, 배기 온도 제어에 의해 생기는 출력 단차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 분사 시기를 지체시킴으로써 연소시의 연소실 내의 압력을 저하시킬 수 있고, 과급압의 증대에 의해 증가한 연소시의 연소실 내의 압력을 상쇄하여, 엔진 파손을 방지할 수 있는 이점도 있다.
더욱이, 배기 온도가 소정 온도를 넘고, 또한, 엔진이 소정의 부하를 넘어 운전된 경우에, 과급압 제어 수단에 의해 터보 챠저의 과급압을 증대시키도록 해도 된다. 또한, 운전 상태 검출 수단은 엔진의 부하 변화율을 검출하는 부하 변화율 검출 수단을 구비하고 있으며, 배기 온도가 소정 온도를 넘고, 또한, 엔진 부하의 변화율이 양의 값인 경우에, 과급압 제어 수단에 의해 터보 챠저의 과급압을 증대시키도록 해도 된다.
이렇게, 배기 온도가 고온이 된 경우에만 터보 챠저의 과급압을 변화시켜 배기 온도를 저하시키기 때문에, 저회전ㆍ저부하 주행시의 연비의 악화를 수반하는 일 없이 효율적으로 배기 온도 상승을 방지할 수 있다. 그리고, 배기 온도를 저하시킴으로써, 알칼리 금속계 촉매를 담지한 필터의 열 열화에 의한 기능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 필터의 상류측 및 터빈의 하류측 배기 통로에 산화 촉매를 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 산화 촉매의 촉매 작용에 의해 파티큘레이트를 배기 온도 아래에서 연소 제거함으로써, 필터의 연속 재생이 가능해진다.
이하, 도면에 의해, 본 발명의 일실시예로서의 배기 정화 장치에 대해서 설명하면, 도 1은 본 배기 정화 장치를 구비한 디젤 엔진의 전체 구성을 도시하는 모식도이고, 도 2, 도 3은 모두 그 주요부를 도시하는 모식도이며, 도 4는 본 배기 정화 장치의 작용을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
본 실시예에 따른 디젤 엔진은 도 1에 도시하는 바와 같이, 동일 축(40a)에 의해 일체로 회전하는 컴프레서(41; compressor)와 터빈(42)을 구비한 터보 챠저(40)를 구비하고, 엔진 본체(20)의 인렛(inlet)측 흡기 통로(12)에 컴프레서(41)가 삽입 장치됨과 동시에, 엔진 본체(20)의 아웃렛(outlet)측 배기 통로(31)에 터빈(42)이 삽입 장치되며, 더욱이, 터빈(42)의 하류측의 배기 통로(31)에 배기 중의 그을음을 제거하기 위한 그을음 제거 장치(50)가 설치되어 있다.
또한, 컴프레서(41)의 하류측의 흡기 통로(12)에는 인터 쿨러(13)가 배치되어, 흡입 공기를 냉각해서 압축 효율을 높임과 동시에, 인터 쿨러(13)의 하류측의 흡기 통로(12)에는 부스트(boost) 센서(14)가 설치되어, 흡기의 압력을 검지해서 후술하는 제어 장치(60)에 송출하도록 되어 있다.
또한, 배기 통로(31)에는 터빈(42)의 상류측과 인터 쿨러(13)의 하류측의 흡기 통로(12)를 연결하는 EGR 통로(32)가 접속되어 있으며, EGR 통로(32)에 설치된 EGR 밸브(34)를 개방함으로써 배기의 일부가 EGR 쿨러(33)에 의해 냉각되어 흡기 측으로 순환되도록 되어 있다.
여기서, 그을음 제거 장치(50)는 그 케이스 내에, 상류측으로부터 산화 촉매(52)와, 배기 중의 그을음을 포착하여 퇴적하는 다공질 필터(DPF)(51)를 구비하여 구성되어 있다. 산화 촉매(52)는 Pt(백금) 등의 산화 기능을 갖는 촉매 금속이 담지되어, 배기 중의 NO를 NO2로 변화(또는 산화)시켜, 산화제로서의 기능이 높은 NO2에 의해 DPF(51)에 포착된 그을음을 비교적 저온(그을음의 자기 착화 온도에 비교하여 온도가 낮음) 하에서 연소시킴으로써, DPF(51)의 연속 재생을 가능하게 하고 있다. 또한, DPF(51)에는 K(칼륨) 등의 알칼리 금속계 촉매 성분이 담지되어 있어, DPF(51)의 연속 재생 성능을 향상시키도록 되어 있다.
따라서, DPF(51)에 의해 포착된 배기 중의 그을음은, 산화 촉매(52)의 산화 반응에 의해 발생하는 열이나 산화 촉매(52)로부터 공급되는 NO2 및 DPF(51)에 담지된 알칼리 금속계 촉매 성분 등의 영향에 의해, 별도 가열 장치를 사용하는 일 없이 연소 제거되어, DPF(51)를 연속적으로 재생하는 것이 가능하도록 되어 있다.
또한, 그을음 제거 장치(50)에는 산화 촉매(52)와 DPF(51) 사이에 배기 온도 센서(53)가 구비되어 있으며, 필터(51) 또는 산화 촉매(52) 부근의 배기 온도를 검출하도록 되어 있다[배기 온도 검출 수단(55)].
터보 챠저(40)는, 배기 통로(31)에 설치된 터빈(42)의 터빈 휠(421)과, 흡기 통로(12)에 설치된 컴프레서(41)의 컴프레서 휠(411)이 축(40a)에 의해 연결되어, 일체로 회전하도록 되어 있다. 그리고, 배기의 배출압에 의해 터빈 휠(421)이 회전함으로써, 컴프레서 휠(411)이 회전하여, 흡입 공기를 엔진 본체(20) 측으로 압송하도록 되어 있다.
여기서, 터빈(42)은 일반적인(공지된) 가변 베인(vane)식 터빈 구조를 갖고 있으며, 도 2에 도시하는 바와 같이, 축(40a)에 설치된 터빈 휠(421)의 주위에는 복수의 베인(422)이 설치부(422a)에서 회동 가능하게 설치되어 있으며, 각 설치부(422a)는 축(40a)을 중심으로 하여 원주 상에 설치되어 있다. 그리고, 각 베인(422)은 도 1에 도시하는 액추에이터(43)에 의해 회전 구동되며, 베인(422)의 회전량(개방도 양; θ)이 제어 장치(60)에 의해 임의로(혹은 다단으로) 제어됨으로써, 터빈 용량이 변동하도록 되어 있다.
제어 장치(60)는 이 액추에이터(43)의 작동을 제어하는 과급압 제어 수단(62)이나, 연료 분사 밸브(22)의 연료 분사량, 연료 분사 시기 등을 제어하는 연료 제어 수단(64)을 구비하며, 배기 온도 센서(53), 부스트 센서(14), 흡기 온도 센서(15), 엔진 회전수 센서(도시 생략) 및 액셀러레이터 센서(도시 생략) 등이 접속되고, 각 센서의 정보에 기초하여, 과급압 제어 수단(62)에 의해 베인 개방도를 조정하며, 또한, 연료 제어 수단(64)에 의해 연료 분사량, 연료 분사 시기 등을 조정하도록 되어 있다. 또한, 연료 제어 수단(64)은 연료의 분사 시기를 제어하는 분사 시기 제어 수단(64a)을 구비하고 있다.
여기서, 부스트 센서(14), 흡기 온도 센서(15), 엔진 회전수 센서 및 액셀러레이터 센서는 운전 상태 검출 수단(66)을 구성한다.
즉, 과급압 제어 수단(62)은 엔진 회전수가 낮은 영역이나 저부하 상태에서는 도 3b에 도시하는 바와 같이, 베인(422)의 개방도 양(θ)을 작게 하여 컴프레서(41)의 과급압을 내려 흡입 공기량 증대를 억제하고, 연소실 내의 온도가 과도하게 저하하는 것을 방지한다. 또한 연료 제어 수단(64)은 소정의 엔진 부하 및 엔진 회전수에 대하여 최적의 연비 성능을 실현하는 연료 분사량을 매핑(mapping)한 제어 맵(map)에 기초하여 연료 분사 밸브(22)를 제어(정상 제어)한다.
구체적으로는, 상기 제어 맵을 사용하여, 엔진 회전수 센서나 액셀러레이터 센서에 의해 각각 검출된 엔진 회전수 및 엔진 부하로부터 소망의 연료 분사량을 산출하고, 연료 분사량이 상기 소망의 연료 분사량이 되도록 연료 분사 밸브(22)를 제어한다.
반대로, 엔진 회전수가 높은 영역이나 고부하 상태에 있어서 배기 온도가 과도하게 상승한 경우(예를 들면 600℃를 넘은 경우)에는, 과급압 제어 수단(62)은 DPF(51)에 담지된 알칼리 금속계의 촉매 성분이 열화하는 것을 방지하기 위해, 배기 온도를 저하시키는 제어(배기 온도 제어)를 행하도록 되어 있다.
구체적으로는, 과급압 제어 수단(62)은 도 3a에 도시하는 바와 같이, 베인(422)의 개방도 양(θ)을 크게 해서 컴프레서(41)의 과급압을 증대시켜, 연소실 내에 다량으로 도입된 저온의 공기에 의해 배기 온도를 저감시키도록 되어 있다. 또한, 동시에 연료 분사 밸브(22)로부터 공급되는 연료의 분사 시기를 리타드시킴으로써, 흡기압 증대에 따른 연소시의 연소실 내의 압력 증가를 저감하도록 되어 있다.
본 발명의 일실시예로서의 배기 정화 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 액추에이터(43) 및 연료 분사 장치(22)는 예를 들면 도 4에 도시하는 바와 같은 플로우 차트에 따라서 제어된다.
우선, 스텝 S1에서 배기 온도 센서(53)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도(예를 들면 600℃)를 넘었는지의 여부가 판정된다. 이 때, 배기 온도가 소정 온도 이하인 경우에는, 스텝 S5로 진행하고 정상 제어가 행하여진다.
반대로, 배기 온도가 소정 온도를 넘은 경우에는, 스텝 S2에서 베인(422)의 개방도 양이 최대가 되도록 액추에이터(43)를 제어함과 동시에, 스텝 S3에서 연료 분사 시기를 리타드시킨다. 이로써, 컴프레서(41)의 과급압이 증대하고, 엔진 본체(20)에 비교적 저온의 공기가 다량으로 흡입되어, 배기 온도가 저하한다. 또한, 연료 분사 시기가 리타드됨으로써 연소시의 통내 압력이 저감하여, 흡입 공기량의 증대에 의해 생긴 통내 압력 상승이 완화된다. 그리고, 스텝 S4에서 배기 온도가 600℃ 이하로 된 것이 검출되면, 스텝 S5에서 제어 맵을 사용하여 엔진 부하에 따른 흡입 공기량 및 연료 분사량을 구하고, 액추에이터(43)의 작동 및 연료 분사량을 제어한다.
따라서, 본 실시예의 배기 정화 장치에 의하면, 배기 온도가 소정 온도를 넘은 경우에는, 컴프레서(41)의 과급압을 가변으로 제어함으로써, 엔진 본체(20)의 통내로의 흡입 공기량을 증가시켜, 배기 온도를 저하시킬 수 있다. 이로써, 배기 온도의 급격한 상승을 억제하여, DPF(51)에 담지된 알칼리 금속계 촉매 성분의 열 열화를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 터빈(42)의 상류측 배기 통로(31)와 그을음 제거 장치(50)의 상류측 배기 통로(31)를 접속하는 바이패스 통로를 설치하고, 이 바이패스 통로에 과급압 제어 수단(62)에 의해 개폐 제어 가능한 제어 밸브(웨이스트 게이트 밸브)를 설치해도 된다. 이 경우, 제어 밸브의 개폐(듀티 비)나 제어 밸브의 개방도를 제어함으로써 터빈(42)에 유입하는 배기량이 조정되며, 터빈(42)의 회전력이 변화한다. 그리고, 배기 온도가 상기 소정 온도보다도 높은 경우에, 과급압 제어 수단(62)이 이 제어 밸브를 폐쇄함으로써, 배기의 바이패스 통로로의 흐름이 금지되며, 엔진 본체(20)로부터 배출된 배기는 모두 터빈(42)으로 유입한다. 이로써, 터빈(42)의 회전이 가속되어 컴프레서(41)의 과급압이 증대하며, 배기 온도가 저하한다.
따라서, 제어 밸브의 개폐를 제어하여 바이패스 통로로의 배기의 흐름을 조정함으로써, 터빈(42)의 베인 개방도를 제어하지 않고 컴프레서(41)의 과급압을 증감할 수 있기 때문에, 터보 챠저(40)를 고정 용량형으로 할 수 있어, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
또한, 운전 상태 검출 수단(66)은 액셀러레이터 센서의 센서 정보에 기초하여 엔진의 부하 상태를 검출하고, 배기 온도가 상기 소정 온도를 넘은 상태에 있어서, 운전 상태 검출 수단(66)에 의해 검출된 엔진 부하가 소정의 부하를 넘은 경우에, 상기 배기 온도 제어를 실행하도록 해도 된다.
더욱이, 운전 상태 검출 수단(66)은 엔진 부하의 변화율을 검출하는 부하 변화율 검출 수단(66a)을 구비하고 있으며, 배기 온도가 상기 소정 온도를 넘은 상태에 있어서, 부하 변화율 검출 수단(66a)에 의해 산출된 부하 변화율이 양의 값이면 상기 배기 온도 제어를 실행하고, 반대로, 부하 변화율이 음의 값이면 배기 온도 제어를 금지하도록 해도 된다.
즉, 배기 온도가 일시적으로 고온으로 된 경우라도, 부하 변화율이 음이면, 배기 온도 제어를 행하지 않더라도 자연스럽게 배기 온도가 저하한다고 예상되기 때문에, 이러한 경우에는 배기 온도 제어를 금지하여 연료 분사 시기를 리타드시키는 회수를 줄임으로써, 연비를 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 상술한 실시예에서는, 배기 온도 검출 수단(55)을 산화 촉매(52)와 DPF(51) 사이에 배치한 배기 온도 센서(53)에 의해 구성하고, 필터(51) 또는 산화 촉매(52) 부근의 배기 온도를 직접 검출하도록 하였지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 미리 엔진 회전수 및 엔진 부하에 대응하는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 온도를 맵화하여 두고, 이 맵 데이터를 사용하여 필터(51) 또는 산화 촉매(52) 부근의 배기 온도를 추정해도 된다. 즉, 현재의 엔진 회전수 및 엔진 부하에 대응하는 배기 가스 온도를 상기 배기 가스 온도 맵으로부터 판독하고, 그 판독된 배기 가스 온도를 흡입 공기량 또는 부스트압, 흡입 공기 온도(혹은 외기 온도) 및 차량 주행 속도 등을 사용하여 보정함으로써, 필터(51) 또는 산화 촉매(52) 부근의 배기 온도를 추정한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 배기 온도가 고온으로 된 경우에만 터보 챠저의 과급압을 변화시켜 배기 온도를 저하시키기 때문에, 저회전ㆍ저부하 주행시의 연비의 악화를 수반하지 않고 효율적으로 배기 온도 상승을 방지할 수 있다. 그리고, 배기 온도를 저하시킴으로써, 알칼리 금속계 촉매를 보유한 필터의 열 열화에 의한 기능 저하를 방지할 수 있다.
이 때, 터보 챠저를 가변 용량형 터보로서 구성하여, 터보 챠저의 용량을 제어함으로써 과급압을 증감시키는 경우, 터빈 입구압의 상승이 없기 때문에, 연비의 악화 없이 효과적인 배기 온도 제어가 가능해진다.
또한, 바이패스 통로 내에 설치한 밸브의 개폐에 의해 터빈을 바이패스하는 배기량을 조정하도록 함으로써, 터보 챠저의 과급압을 조정하여 배기 온도를 제어할 수 있음과 동시에, 터보 챠저의 용량을 고정 용량형으로 할 수 있어, 장치 구성을 간소화할 수 있다.
또한, 과급압을 증가시키는 경우에, 분사 시기 제어 수단에 의해 연소실 내로의 연료의 분사 시기를 지체시켜 엔진 출력을 저하시킴으로써, 과급압의 증가에 의해 증대한 출력이 상쇄되어, 배기 온도 제어에 의해 생기는 출력 단차의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 분사 시기를 지체시킴으로써 연소실 내의 압력을 저하시킬 수 있어, 과급압의 증대에 의해 증가한 연소실 내의 압력을 상쇄하고, 엔진 파손을 방지할 수 있는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치를 구비하는 디젤 엔진의 전체 구성을 도시하는 모식도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 주요부를 확대하여 도시하는 모식도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 작용을 설명하기 위한 모식도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 작용을 설명하기 위한 플로우 차트.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20 : 엔진 본체(엔진) 31 : 배기 통로
40 : 터보 챠저 42 : 터빈
51 : DPF(필터) 52 : 산화 촉매
53 : 배기 온도 센서(배기 온도 검지 수단) 60 : 제어 장치

Claims (9)

  1. 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 수단(66)과,
    상기 운전 상태 검출 수단(66)의 출력에 기초하여, 상기 엔진의 연소실 내로의 연료 공급을 제어하는 연료 제어 수단(64)과,
    상기 엔진의 배기에 의해 흡기를 과급하는 터보 챠저(40; turbo charger)와,
    상기 터보 챠저(40)의 터빈의 하류측 배기 통로에 설치되며, 알칼리 금속(alkali metal)의 촉매가 담지(擔持)됨과 동시에 배기 중의 파티큘레이트(particulate)를 포착하는 필터(51)와,
    상기 필터 근방의 배기 온도를 검출하는 배기 온도 검지 수단(55)과,
    상기 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘으면, 상기 터보 챠저(40)의 과급압(過給壓)을 증대시키는 과급압 제어 수단(62)을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 터보 챠저(40)는 가변 용량형 터보로서 구성되며,
    상기 과급압 제어 수단(62)은 상기 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘으면, 과급압을 증대시키도록 상기 가변 용량형 터보를 제어하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 터보 챠저(40)는 상기 터빈의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로를 통해서 상기 터빈을 바이패스하는 배기량을 조정 가능한 제어 밸브를 구비하고,
    상기 과급압 제어 수단(62)은 상기 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘으면, 상기 제어 밸브에 의해 바이패스되는 배기량을 저감시키는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 제어 수단(64)은 연료 분사 시기를 제어하는 분사 시기 제어 수단(64a)을 구비하고,
    상기 분사 시기 제어 수단(64a)은 상기 과급압 제어 수단(62)에 의해 상기 터보 챠저(40)의 과급압을 증가시키는 제어가 행해질 때, 분사 시기가 지체되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 과급압 제어 수단(62)은 상기 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘고, 또한, 상기 운전 상태 검출 수단(66)에 의해 검출된 엔진 부하가 소정의 부하를 넘으면, 상기 터보 챠저의 과급압을 증대시키는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운전 상태 검출 수단(66)은 상기 엔진의 부하 변화율을 검출하는 부하 변화율 검출 수단(66a)을 구비하고,
    상기 과급압 제어 수단(62)은 상기 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘고, 또한, 상기 부하 변화율 검출 수단(66a)에 의해 검출된 엔진 부하의 변화율이 양의 값이면, 상기 터보 챠저의 과급압을 증대시키는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 배기 통로(31)는 상기 필터의 상류측 및 상기 터빈의 하류측에 배치된 산화 촉매(52)를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 과급압 제어 수단(62)은 상기 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘고, 또한, 상기 운전 상태 검출 수단(66)에 의해 검출된 엔진 부하가 소정의 부하를 넘으면, 상기 터보 챠저의 과급압을 증대시키는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 운전 상태 검출 수단(66)은 상기 엔진의 부하 변화율을 검출하는 부하 변화율 검출 수단(66a)을 구비하고,
    상기 과급압 제어 수단(62)은 상기 배기 온도 검지 수단(55)에 의해 검출된 배기 온도가 소정 온도를 넘고, 또한, 상기 부하 변화율 검출 수단(66a)에 의해 검출된 엔진 부하의 변화율이 양의 값이면, 상기 터보 챠저의 과급압을 증대시키는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치.
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