KR100980875B1 - Exhaust post processing apparatus of diesel engine and regeneration method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디젤 차량의 후처리 장치로, 배기가스에 포함된 NOx의 안정적인 제거를 위해 CPF의 재생 판단 기준에 SCR촉매의 성능 저하 인자를 재생 지시 인자로 포함하는 것이다. The present invention is a post-treatment apparatus of a diesel vehicle, and includes a performance degrading factor of the SCR catalyst as a regeneration indicator in the CPF regeneration criterion for stable removal of NOx contained in exhaust gas.
본 발명은 차량의 제반적인 운전 상태정보와 SCR촉매 전단온도, NOx정화효율을 검출하는 과정, 탄화수소(HC)/그을음(soot)의 영향에 의해 SCR촉매의 피독 여부를 판단하는 과정, SCR촉매의 피독이면 SCR 재생을 위한 CPF 재생을 실행하는 과정을 포함한다.The present invention is a process of detecting the overall driving state information of the vehicle, SCR catalyst shear temperature, NOx purification efficiency, the process of determining the poisoning of the SCR catalyst under the influence of hydrocarbon (HC) / soot, SCR catalyst If poisoning, the process includes performing CPF regeneration for SCR regeneration.
후처리 장치, 탄화수소(HC), 그을음(soot), SCR촉매, CPF Aftertreatment unit, hydrocarbon (HC), soot, SCR catalyst, CPF
Description
본 발명은 디젤 차량의 후처리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 배기가스에 포함된 NOx의 안정적인 제거를 위해 CPF(Catalyzed Particulate Filter)의 재생 판단 기준에 SCR(Selective Catalytic Reduction)촉매의 성능 저하 인자를 재생 지시 인자로 포함하는 디젤 차량의 후처리 장치 및 재생방법에 관한 것이다. The present invention relates to a post-treatment apparatus for a diesel vehicle, and more particularly, to deterioration of the performance of a selective catalytic reduction (SCR) catalyst in accordance with a criterion for regeneration of a catalyzed particulate filter (CPF) for stable removal of NOx contained in exhaust gas. It relates to a post-processing device and a regeneration method of a diesel vehicle comprising a as a regeneration instruction factor.
저압축비의 기술이 적용되는 디젤 엔진은 통상의 압축방식이 적용되는 엔진에 비하여 NOx의 발생이 30% 이상 저감되나 CO, THC의 발생은 2 ~ 3배 증가한다.Diesel engines with low compression ratio technology reduce NOx by more than 30% compared to engines with conventional compression methods, but CO and THC emissions are increased by two to three times.
디젤 엔진이 적용되는 차량에는 북미디젤 Tier2 BIN5 규제나 유로 6의 배기가스 규제에 따라 배기가스에 포함된 NOx, CO, THC, 그을음(soot), 입자상 물질(Particulate Matters) 등의 유해물질을 제거시키는 후처리 장치가 장착된다.Vehicles with diesel engines can remove harmful substances such as NOx, CO, THC, soot, and particulate matter contained in the exhaust according to North American diesel Tier 2 BIN5 regulation or Euro 6 emission regulations. The aftertreatment device is mounted.
후처리 장치는 배기 파이프의 최상류측에 배치되어 NMHC 변환의 주기능을 실행하는 DOC(Diesel Oxidation Catalyst1), DOC의 하류측에 배치되어 그을음(soot) 및 입자상 물질(PM)을 포집하는 CPF, 우레아를 분사하는 DM(Urea Dosing Module), CPF의 하류측에 배치되는 SCR촉매로 구성된다.The post-treatment device is disposed on the upstream side of the exhaust pipe to carry out the main function of NMHC conversion, DOC (Diesel Oxidation Catalyst 1), and on the downstream side of the DOC, to collect soot and particulate matter (PM), urea It is composed of DM (Urea Dosing Module) for spraying, and SCR catalyst disposed on the downstream side of CPF.
상기 DOC는 배기가스에 포함된 유해한 물질인 CO, HC, NO를 세라믹 담체에 코팅된 백금계 촉매와의 반응을 통해 산화시켜 CO2, H2O로 정화함과 동시에 화학식1의 반응으로 NO2의 농도를 증가시킨다.The DOC oxidizes CO, HC, and NO, which are harmful substances contained in the exhaust gas, through a reaction with a platinum-based catalyst coated on a ceramic carrier to purify CO 2 and H 2 O, and simultaneously reduce the concentration of NO 2 by the reaction of Formula 1. Increase.
상기 CPF는 배기가스에 포함된 그을음(soot)과 입자상 물질(PM)을 물리적으로 포집하며, 상기 DOC에서 배출되는 NO2와 화학식2의 반응으로 CPF를 자연 재생시킨다.The CPF physically collects soot and particulate matter (PM) contained in the exhaust gas, and naturally regenerates the CPF by reaction of NO 2 discharged from the DOC with Chemical Formula 2.
상기 SCR촉매는 DM을 통해 분사되는 우레아(Urea) 수용액의 분해로 산출되는 암모니아(NH3)와 NO2의 화학식3의 반응으로 NOx를 정화한다.The SCR catalyst purifies NOx by the reaction of ammonia (NH3) and NO 2 produced by decomposition of an aqueous urea (Urea) solution injected through DM.
4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O4NO + O 2 + 4NH 3 → 4N 2 + 6H 2 O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O
상기한 구성의 후처리 장치는 SCR촉매 전단의 NO2농도(NO2/NOx 농도율 = 20~90%)가 SCR촉매의 성능을 좌우한다. In the post-treatment device of the above-described configuration, the NO 2 concentration (NO 2 / NO x concentration ratio = 20 to 90%) of the front end of the SCR catalyst determines the performance of the SCR catalyst.
CPF내에 흡장되는 그을음(Soot) 및 입자상 물질(PM)이 증가함에 따라 NO2의 반응에 의한 자연재생에서 NO2/NOx의 농도율이 급격히 떨어지며, 이에 따라 SCR촉매의 성능은 크게 감소한다. As the soot (Soot) and particulate matter (PM) is increased to be occluded in the CPF concentration ratio of NO 2 / NOx in the natural regeneration by the reaction of NO 2 it falls rapidly, so that performance of the SCR catalyst are substantially reduced.
따라서, CPF의 전후단에 설치된 차압센서를 통해 검출되는 그을음(soot) 및 입자상 물질(PM)의 흡장량과 주행거리, 운전시간 등의 정보를 종합하여 재생시기를 결정하며, 주분사의 지각 혹은 후분사를 통해 CPF의 재생을 실행한다.Therefore, the regeneration timing is determined by integrating information such as the soot and particulate matter (PM) occlusion, driving distance, and driving time detected by the differential pressure sensor installed at the front and rear ends of the CPF. Perform post-injection regeneration of the CPF.
또한, 후처리장치에서 SCR촉매의 가역적인 성능 저하요인으로 탄화수소(HC) 또는 황(S)에 의한 피독과 CPF내 그을음(Soot) 및 입자상 물질(PM)의 퇴적에 의한 영향으로 NO2/NOx의 농도 감소이다.In addition, NO 2 / NOx is affected by the poisoning caused by hydrocarbon (HC) or sulfur (S) and the soot and particulate matter (PM) deposition in CPF. The concentration is reduced.
그러나, 종래의 디젤 차량에서 CPF의 재생을 결정함에 그을음(soot) 및 입자상 물질(PM)의 퇴적 정보만을 적용하고 있어 SCR촉매의 성능이 안정적으로 유지되지 못하는 문제점이 발생한다. However, in determining the regeneration of the CPF in the conventional diesel vehicle, only the soot and particulate matter (PM) deposition information is applied, which causes a problem that the performance of the SCR catalyst cannot be stably maintained.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 SCR촉매의 성능 저하 인자인 탄화수소(HC)의 피독과 CPF에 포집되는 그을음(soot) 및 입자상 물질(PM)의 흡장량에 따라 CPF의 재생을 제어하여 SCR촉매의 성능을 안정적으로 유지시키는데 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is the poisoning of hydrocarbon (HC) which is a performance deterioration factor of the SCR catalyst and the amount of soot and particulate matter (PM) trapped in the CPF By controlling the regeneration of CPF, the performance of SCR catalyst is maintained stably.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 DOC와 CPF, DM 및 SCR촉매로 구성되는 디젤 차량의 후처리장치는, 탄화수소(HC)에 의한 피독 및 그을음(soot)의 퇴적이 SCR촉매의 정화 성능 저하에 영향을 미치는지 판단하여 SCR촉매 재생을 위한 CPF재생을 제어하는 제어부를 포함한다.The after-treatment apparatus of a diesel vehicle composed of DOC, CPF, DM, and SCR catalysts according to the characteristics of the present invention for realizing the above object is characterized in that the deposition of poisoning and soot by hydrocarbon (HC) And controlling the CPF regeneration for regenerating the SCR catalyst by determining whether the deterioration of the purification performance is affected.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 디젤 차량의 후처리 장치 재생방법은, 차량의 제반적인 운전 상태정보와 SCR촉매 전단온도, NOx정화효율을 검출하는 과정; 탄화수소(HC)/그을음(soot)의 영향에 의해 SCR촉매의 피독 여부를 판단하는 과정; SCR촉매의 피독이면 SCR 재생을 위한 CPF 재생을 실행하는 과정을 포함한다.In addition, a method for regenerating a post-processing apparatus for a diesel vehicle according to another aspect of the present invention includes: detecting general driving state information, SCR catalyst front end temperature, and NOx purification efficiency of a vehicle; Determining whether the SCR catalyst is poisoned by the influence of hydrocarbon (HC) / soot; If poisoning of the SCR catalyst, a process of performing CPF regeneration for SCR regeneration is included.
전술한 구성에 의하여 본 발명은 디젤 차량의 후처리장치에서 SCR촉매의 성능을 저하시키는 인자로 CPF의 재생을 제어함으로써, SCR촉매의 성능을 안정되게 유지하는 효과를 기대할 수 있다.According to the above-described configuration, the present invention can be expected to have an effect of stably maintaining the performance of the SCR catalyst by controlling the regeneration of the CPF as a factor for reducing the performance of the SCR catalyst in the after-treatment apparatus of a diesel vehicle.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.Since the present invention can be implemented in various different forms, the present invention is not limited to the exemplary embodiments described herein, and parts not related to the description are omitted in the drawings in order to clearly describe the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 차량의 후처리 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a post-treatment apparatus of a diesel vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 디젤 차량의 후처리 장치는 배기 파이프의 최상류측에 배치되어 배기가스에 포함된 CO, HC, NO를 산화시켜 NMHC 변환의 주기능을 실행하는 DOC(100), DOC(100)의 하류측에 배치되어 그을음(soot) 및 입자상 물질(PM)을 포집하는 CPF(200), NOx의 정화율에 따라 우레아를 분사하는 DM(300), CPF(200)의 하류측에 배치되어 NOx를 정화시키는 SCR촉매(400), 후처리 장치의 배기가스 정화와 재생의 제반 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함한다.The after-treatment apparatus of a diesel vehicle according to the present invention is disposed on the most upstream side of the exhaust pipe to oxidize CO, HC, and NO contained in the exhaust gas to perform main functions of NMHC conversion.
상기 DOC(100)의 양단에는 배기가스의 온도를 검출하는 제1,제2온도센서(110)(120)가 배치되어 DCO(100)의 활성화 상태 정보를 제어부(500)에 제공한다.First and
상기 CPF(200)의 양단에는 제1,제2차압센서(210)(220)와 제3,제4온도센서(230)(240)가 배치되어 제어부(500)에 연결되며, 제어부(500)는 CPF(200)양단간의 온도 및 차압으로부터 포집된 흡장량을 추정한다.First and second
또한 상기 CPF(200)의 후단에는 제1NOx센서(250)가 배치되어 제어부(500)에 연결된다.In addition, a
상기 SCR촉매(400)의 전단에는 배기가스의 온도를 검출하는 온도센서(410)가 배치되어 SCR촉매(400)에 유입되는 배기가스의 온도를 제어부(500)에 제공한다.A
또한, 상기 SCR촉매(400)의 후단에는 2NOx센서(430)가 배치되어 제어부(500)에 연결되며, 제어부(500)는 제1NOx센서(250) 및 제2NOx센서(250)(430)의 신호를 분석하여 SCR(400)의 NOx 정화효율을 판단하고, NOx의 정화효율에 따라 DM(300)을 통해 우레아의 분사를 제어한다.In addition, a
전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명에서 CPF의 재생을 실행하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, the operation of executing the reproduction of the CPF in the present invention including the above-described functions will be described.
먼저, 다양한 조건으로 SCR촉매(400)의 특성을 측정한 바, 다음과 같은 결과가 확인되었다.First, the characteristics of the
도 3에 도시된 바와 같이, 배기가스 중에 탄화수소(HC)가 존재하는 조건에서 배기가스의 온도가 340℃ 이상이면 SCR촉매(400)는 NOx의 정화 성능에 영향이 없음이 확인되었다.As shown in FIG. 3, when the temperature of the exhaust gas is 340 ° C. or higher under the condition that hydrocarbons HC exist in the exhaust gas, the
또한, 탄화수소(HC)를 SCR촉매(400)에 피독시킨후 SCR촉매(400)의 온도에 따른 탄화수소(HC)의 탈착에 필요한 시간을 확인한 결과 도 4에 도시된 바와 같이 300℃ 이상에서 이루어짐을 알 수 있다.In addition, after poisoning the hydrocarbon (HC) to the
따라서, 탄화수소(HC)에 의한 SCR촉매(400)의 성능 저하는 300℃ 이하의 영역에서 발생됨을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the degradation of the performance of the
그리고, 황(S) 피독은 장기간 운행시 점진적으로 일어나며, SCR촉매(400)의 온도를 350℃ 이상 유지하는 경우 영향이 적게 나타나고 400℃ 이상에선 SCR 성능이 회복되므로, CPF(200)의 강제 재생이 실행될 때마다 황(S) 피독의 영향은 없어짐이 확인되었다.In addition, sulfur poisoning occurs gradually over a long period of time, and when the temperature of the
본 발명에 따른 후처리 장치는 상기한 SCR 촉매(400)의 특성을 적용하여 탄화수소(HC)의 피독과 CPF(200)내 그을음(Soot) 및 입자상 물질(PM)의 흡장량에 따라 재생 동작을 실행하는 것으로 이에 대한 동작은 다음과 같다.The post-treatment apparatus according to the present invention applies the characteristics of the
본 발명에 따른 디젤 차량의 운행이 개시되면 제어부(500)는 공기량, 엔진 회전수(RPM), TPS의 변위, 냉각수온, 연료량, 분사시기, 부스트 압력, 배기가스 온도, 제1,2차압센서(210)(220)의 정보로부터 CPF(200) 양단간의 차압 등 제반적인 차량 상태정보를 검출한다(S101).When the operation of the diesel vehicle according to the present invention is started, the
그리고, SCR촉매(400)의 전단에 배치되는 온도센서(410)로부터 SCR촉매(400)에 유입되는 배기가스의 온도를 검출하고(S102), CPF(200)의 후단에 배치되는 제1NOx센서(250)와 SCR(400)의 후단에 배치되는 제2NOx센서(430)의 정보를 분석하여 SCR촉매(400)의 NOx 정화효율을 검출하며(S103), 도시되지 않은 적산계로부터 주행거리를 검출한다(S104).Then, the temperature of the exhaust gas flowing into the
상기 탄화수소(HC)의 피독에 의한 SCR촉매(400)의 성능 저하 여부를 감지하기 위하여, 예를 들어 50Km마다 SCR촉매(400)의 전단 온도를 측정하여 300℃ 이상에서 8분 이상 혹은 350℃ 이상에서 4분 이상, 400℃ 이상에서 1.6분 이상 또는 450℃ 이상에서 1분 이상 노출되는지를 검출한다.In order to detect the degradation of the performance of the
상기에서 설정된 온도 조건으로 설정시간 이상 노출되면 탄화수소(HC)의 피독 영향이 없는 것으로 하고, 상기 온도조건 및 시간조건을 만족하지 않는 경우 탄화수소(HC)에 의한 피독이 SCR촉매(400)의 NOx 정화 성능에 영향을 미치는 것으로 판단한다.When exposed to the temperature conditions set above the set time is not affected by the poisoning of hydrocarbons (HC), if the temperature conditions and time conditions are not satisfied poisoning by hydrocarbons (HC) purifying NOx of the SCR catalyst 400 I think it affects performance.
또한, 그을음(soot)의 퇴적에 의한 SCR촉매(400)의 성능 저하 여부를 감지하기 위하여, 예를 들어 주행 거리 50km 마다 그 동안 SCR촉매(400)의 전단 온도를 측정하여 350℃ 이상에서 15분 이상 혹은 400℃ 이상에서 10분 이상 또는 450℃ 이 상에서 5분 이상 노출되는지를 검출한다.In addition, in order to detect the degradation of the performance of the
상기에서 설정된 온도조건에서 설정시간 이상으로 노출되면 그을음(Soot)에 의한 영향이 NOx 정화에 영향을 미치지 않는 것으로 판정하고, 상기한 온도조건 및 시간조건 이상으로 노출되지 않으면 NOx의 정화 성능에 영향이 있다고 판단한다.It is determined that the soot does not affect the NOx purification when exposed to the temperature set in the above setting time or more, and when it is not exposed above the above temperature and time conditions, the NOx purification performance is not affected. I judge it.
탄화수소(HC)의 피독 혹은 그을음(soot)에 의해 NOx의 정화 성능에 영향이 있다고 판단되면 제1NOx센서(250)와 제2NOx센서(430)의 신호로부터 NOx정화효율을 분석하여 성능 저하 여부를 판단한다.If it is determined that the purification performance of NOx is affected by poisoning or soot of hydrocarbons (HC), the NOx purification efficiency is analyzed from the signals of the
NOx 정화 성능의 저하 발생 판정은 정상적인 성능에 비하여 10% 정도의 성능 저하가 검출되면, 탄화수소(HC) 혹은 그을음(soot)의 영향으로 판단한다.The determination of the occurrence of degradation of the NOx purification performance is determined by the influence of hydrocarbon (HC) or soot when a degradation of about 10% is detected compared to the normal performance.
상기의 온도 측정조건은 엔진 운전조건 즉, 온도, 유량, 배기가스 조성 등에 따라 재설정될 수 있다.The temperature measurement conditions may be reset according to engine operating conditions, that is, temperature, flow rate, exhaust gas composition, and the like.
상기한 정보를 분석하여 SCR촉매(400)의 성능 저하 요소인 탄화수소(HC) 혹은 그을음(soot)의 영향에 의한 CPF(200)의 재생 시점인지 판단한다(S105).The information is analyzed to determine whether the
상기 CPF(200)의 재생 시점을 판단할 때, 탄화수소(HC)의 피독 여부를 먼저 판단한 다음 그을음(Soot)에 의한 영향을 판단한다.When determining the regeneration time of the
상기 탄화수소(HC)의 피독에 의한 SCR촉매(400)의 성능 저하가 예측되면 제1NOx센서(250) 및 제2NOx센서(430)의 정보를 이용하여 NOx 정화효율을 측정하고 설정된 기준값, 10% 이상 성능 저하가 판정되면 탄화수소(HC)의 피독 영향으로 SCR촉매(400)의 성능 저하가 발생한 것으로 판정한다.When the degradation of the
또한, 제1NOx센서(250) 및 제2NOx센서(430)의 정보를 통해 NOx의 정화효율을 산출한 다음 그을음(soot)의 영향에 의해 SCR촉매(400)의 성능 저하가 발생되었는지를 판정한다.In addition, the purification efficiency of the NOx is calculated through the information of the
상기 S105에서 탄화수소(HC) 혹은 그을음(soot)의 영향에 의해 SCR촉매(400)의 성능 저하가 발생된 것으로 판정되면 현재의 운전영역을 판단하여(S106) 운전영역에 따라 SCR촉매(400) 재생을 위한 CPF(200) 재생을 실행한다(S107).If it is determined that the performance degradation of the
상기에서 판단되는 운전영역이 저속 저부하이면 후분사 제어와 부스트 압력을 증가를 통해 배기가스의 온도를 상승시키고, 중속 저중부하 혹은 중속 고부하이면 주분사의 지각 및 후분사 제어를 통해 배기가스 온도를 상승 제어한다.If the operation range determined above is a low speed low load, the temperature of the exhaust gas is increased by increasing the post injection control and the boost pressure. Rise control.
탄화수소(HC)의 영향에 의한 CPF(200)의 재생 모드는 강제 재생 모드에 서브 루프(Sub-Loop)로 구성되며, SCR촉매(400)의 전단 온도를 기준으로 300℃ 이상에서 10분 이하로 수행한다. The regeneration mode of the
예를 들면, SCR촉매(400)의 전단 온도가 400℃이면 1분 정도 유지한다.For example, if the shear temperature of the
그리고, 그을음(Soot)의 영향에 의한 CPF(200)의 재생 모드는 기존 강제 재생 모드에 서브 루프로 구성되며, 1단계 재생 루프와 연계된다.In addition, the regeneration mode of the
재생 운전조건은 SCR촉매(400)의 전단 온도 기준으로 350℃ 이상에서 유지시간 30분 이하로 수행한다. Regeneration operation conditions are carried out at a holding time of 30 minutes or less at 350 ℃ or more based on the shear temperature of the
예를 들면 SCR촉매(400)의 전단온도가 450℃이면 10분을 유지한다.For example, if the shear temperature of the
상기한 CPF(200)의 재생 동작이 완료되었는지를 판단하여(S108), 재생 동작의 완료가 검출되면 CPF(200)의 재생 동작을 종료한 다음 정상적인 연소로 제어한다(S109).It is determined whether the regeneration operation of the
또한, 상기 S105의 판단에서 탄화수소(HC) 혹은 그을음(soot)의 영향에 의한 CPF(200)의 재생조건이 아니면 CPF(200)의 강제 재생시점인지 판단한다(S110).In addition, in the determination of S105, if it is not the regeneration condition of the
상기 CPF(200)의 강제 재생시점의 판단은 설정된 일정거리, 예를 들어 매 100km마다 제1NOx센서(250) 및 제2NOx센서(430)의 정보를 분석하여 SCR촉매(400)의 NOx 정화효율을 측정하고 판단한다.The determination of the forced regeneration time of the
상기 S110의 판단에서 CPF(200)의 강제 재생시점이 아니면 상기 S105의 과정으로 리턴하고, CPF(200)의 강제 재생시점이면 현재의 운전영역을 판정하여(S111) 운전영역에 따라 CPF(200)를 강제 재생시킨다(S112).If it is determined in S110 that the
예를 들어, 저속저부하의 운전영역이면 주분사 및 후분사 제어와 흡기량을 조정하고, 고속저부하의 운전영역이면 주분사 및 후분사 제어와 부스터 압력의 저감 제어를 통해 배기가스의 온도를 SCR촉매(400)의 전단을 기준으로 300℃ 이상에서 10분 이하로 유지하고, SCR촉매(400)의 전단 온도를 기준으로 400℃ 이상에서 1분을 유지한다. For example, in the low speed low load operation area, the main injection and post injection control and the intake air volume are adjusted. In the high speed low load operation area, the main injection and post injection control and the booster pressure reduction control are used to control the temperature of the exhaust gas. Based on the front end of the
상기한 동작에 의해 CPF(200)의 재생이 완료되었는지를 판단하며(S108), 재생완료가 판단되면 CPF(200)의 강제 재생동작을 종료한 다음 정상 연소를 제어한다(S109).It is determined whether the regeneration of the
상기에서 SCR촉매(400)의 성능저하 감지는 후처리계의 성능에 준하여 조절할 수 있다.Degradation detection of the
즉, 후처리계 성능과 규제치의 차이에 준하여 재생을 위한 SCR촉매의 성능저하 기준을 설정한다. That is, the performance deterioration criteria of the SCR catalyst for regeneration are set according to the difference between the performance of the aftertreatment system and the regulation value.
예를 들면 NOx 규제치가 0.05g/mile인 경우 SCR촉매의 성능에 의해 0.04g/mile가 기준 성능인 경우 25% 질소산화물 저감 성능저하 범위에서 조절한다.For example, if the NOx regulation value is 0.05g / mile, the performance of the SCR catalyst is adjusted in the range of 25% reduction of NOx reduction when 0.04g / mile is the reference performance.
또한, NOx 규제치가 0.05g/mile인 경우 SCR촉매의 성능에 의해 0.03g/mile가 기준 성능인 경우 67% 질소산화물 저감 성능저하 범위에서 조절한다.In addition, when the NOx regulation value is 0.05g / mile, the performance of the SCR catalyst is adjusted in the range of 67% NOx reduction reduction when 0.03g / mile is the reference performance.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It is included in the scope of rights.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 차량의 후처리장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a post-treatment apparatus of a diesel vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 차량에서 후처리장치의 재생 절차를 도시한 도면이다.2 is a view showing a regeneration procedure of the after-treatment apparatus in a diesel vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 차량에서 배기가스의 온도와 NOx 정화 성능 관계를 도시한 그래프이다.3 is a graph illustrating a relationship between exhaust gas temperature and NOx purification performance in a diesel vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 차량에서 배기가스의 온도와 HC 피독 관계를 도시한 그래프이다. 4 is a graph showing the relationship between the temperature of the exhaust gas and HC poisoning in the diesel vehicle according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : DOC 200 : CPF100: DOC 200: CPF
300 : DM 400 : SCR300: DM 400: SCR
410 : 온도센서 410 temperature sensor
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6823663B2 (en) | 2002-11-21 | 2004-11-30 | Ford Global Technologies, Llc | Exhaust gas aftertreatment systems |
JP2005320880A (en) | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Exhaust emission control device |
KR20050118762A (en) * | 2004-06-15 | 2005-12-20 | 현대자동차주식회사 | Exhaust gas purifying system using diesel reformer |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6823663B2 (en) | 2002-11-21 | 2004-11-30 | Ford Global Technologies, Llc | Exhaust gas aftertreatment systems |
JP2005320880A (en) | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Exhaust emission control device |
KR20050118762A (en) * | 2004-06-15 | 2005-12-20 | 현대자동차주식회사 | Exhaust gas purifying system using diesel reformer |
JP2006342737A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device |
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