KR20050058534A

KR20050058534A - Device for filtering exhaust gas of vehicle

Info

Publication number: KR20050058534A
Application number: KR1020030090445A
Authority: KR
Inventors: 김영직
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-06-17

Abstract

본 발명은 디젤엔진 차량의 배기 후처리장치로서 머플러에 설치되는 캐니스터(canister)내의 셀(cell)형 다공성 필터의 각 여과실에 방전선을 대각선상으로 설치하고, 각 방전선에는 전자제어장치에 의하여 공급되는 전원입력선을 각각 연결하며, 각 여과실중 마지막 여과실에는 포집된 매연량을 감지하는 매연량 감지선을 설치하여, 매연량 감지선에서 감지된 신호에 따라 전자제어장치에서 방전선에 전원을 순차적으로 인가함으로써, 각 여과실내의 포집된 매연입자를 저항체로 하여 각 셀에 대한 일정시간의 방전이 이루어져 각 셀내의 매연입자가 용이하게 산화 소실되도록 한 자동차용 매연 여과 장치를 제공하고자 한 것이다.The present invention is a diagonal exhaust line installed in each filtration chamber of the cell-type porous filter in the canister (canister) installed in the muffler as an exhaust post-treatment device of a diesel engine vehicle, each discharge line in an electronic controller Connect the power input line supplied by each and install the smoke detection line to detect the amount of smoke collected in the last filter room of each filter room, and discharge line from the electronic control device according to the signal detected by the smoke detection line In order to provide a soot filtration device for automobiles by applying the power to the sequential order, the soot particles collected in each filtration chamber as resistors are discharged for a certain time to each cell so that the soot particles in each cell are easily oxidized and lost. It is.

Description

Smoke filter for automobiles {Device for filtering exhaust gas of vehicle}

본 발명은 자동차용 매연 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디젤엔진 차량의 배기 후처리장치로 설치되는 캐니스터(canister)의 각 여과실에 방전선을 대각선상으로 설치하고, 각 방전선에는 전자제어장치에 의하여 공급되는 전원입력선을 각각 연결하며, 여과실중 마지막 여과실에는 포집매연량 감지선을 설치하여, 매연량 감지선에서 감지된 신호에 따라 전자제어장치에서 방전선에 전원을 순차적으로 인가함으로써, 각 여과실내의 포집된 매연입자를 저항체로 하여 각 셀에 대한 일정시간의 방전이 이루어져 매연입자가 용이하게 산화 소실되도록 한 자동차용 매연 여과 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a soot filtration device for automobiles, and more particularly, a discharge line is installed diagonally in each filtration chamber of a canister installed as an exhaust post-treatment device of a diesel engine vehicle, and each discharge line has an electron Connect the power input line supplied by the control device, and install the collection smoke detection line in the last filtration room of the filtration chamber, and sequentially supply power to the discharge line in the electronic controller according to the signal detected by the smoke detection line. The present invention relates to a soot filtration device for automobiles in which a discharge of a predetermined time is performed for each cell by using the soot particles collected in each filtration chamber as a resistor, so that the soot particles are easily oxidized and lost.

일반적으로 자동차의 배기가스 규제에 따라 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물 등의 오염물질에 대한 방출기준을 충족시켜야 함은 물론이고, 그 기준을 충족시키기 위해서 적당한 귀금속 촉매를 함유하는 소위 삼원 촉매 컨버터(three way catalytic converter)를 내연기관의 배기 가스관에 설치하고 있다.In general, the emission regulations for carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, etc. must be met according to the emission regulations of automobiles, and so-called three-way catalytic converters containing suitable noble metal catalysts to meet the standards are required. The catalytic converter is installed in the exhaust pipe of the internal combustion engine.

또한, 엔진의 배기 매니폴드에서 배출된 배기가스는 상기 삼원촉매 등의 정화장치를 거쳐 배출 소음 저감을 위한 머플러를 통하여 대기중으로 배출되는 바, 엔진으로부터 고온 고압의 상태로 배출되는 배기가스가 심한 소음을 수반하여 배출되므로, 이 배기가스의 배출 소음 및 압력을 감쇄시키기 위한 수단으로서 머플러를 장착하고 있다.In addition, the exhaust gas discharged from the exhaust manifold of the engine is discharged into the atmosphere through a muffler for reducing the emission noise through a purifier such as the three-way catalyst, so that the exhaust gas discharged from the engine at a high temperature and high pressure is severe noise. In order to reduce the discharge noise and pressure of the exhaust gas, a muffler is provided.

매연 제거를 위한 장치들이 여러가지 제안되고 있는 추세에 있으며, 그중에서도 디젤엔진 차량의 머플러에는 캐니스터가 설치되고 있으며, 이 캐니스터의 내부에는 전기저항을 이용하는 셀형 다공성 필터로 구성되어 있다.Various devices for removing smoke have been proposed, and among them, a muffler of a diesel engine vehicle is installed with a canister, and the canister is composed of a cellular porous filter using electric resistance.

그러나, 상기 캐니스터의 다공성 필터의 각 여과실에 포집된 매연입자를 전기저항을 이용하여 소실시키는 종래의 매연 여과장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional soot filtration device for removing the soot particles collected in each filtration chamber of the porous filter of the canister using the electrical resistance has the following problems.

첫째, 필터내 각 셀에 포집된 매연을 한꺼번에 산화 제거하고자 전기를 일시에 가하므로, 초기 전기부하가 많아 배터리 수명 단축의 원인이 된다.First, since the electricity is temporarily applied to oxidize and remove the soot collected in each cell in the filter at once, the initial electric load is high, which causes a shortening of battery life.

둘째, 필터내 각 셀에 포집된 매연을 한꺼번에 산화 제거하고자 전기를 일시에 가하므로, 필터가 고온화되어 용융됨과 함께 파손되는 현상이 발생된다.Second, since electricity is temporarily applied to oxidize and remove the soot collected in each cell in the filter at once, a phenomenon occurs in which the filter becomes hot and melts and breaks.

셋째, 필터내 각 셀에 포집된 매연을 한꺼번에 산화 제거하고자 전기를 일시에 가하므로, 메인 공급선이 단선되어 필터 재생이 불가능하게 된다.Third, since electricity is temporarily applied to oxidize and remove the soot collected in each cell in the filter at once, the main supply line is disconnected and filter regeneration is impossible.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 개발된 것으로서, 디젤엔진 차량의 배기 후처리장치로 머플러에 설치되는 캐니스터(canister)내의 셀(cell)형 다공성 필터의 각 여과실에 방전선을 대각선상으로 설치하고, 각 방전선에는 전자제어장치에 의하여 공급되는 전원입력선을 각각 연결하며, 각 여과실중 마지막 여과실에는 포집된 매연량을 감지하는 매연량 감지선을 설치하여, 매연량 감지선에서 감지된 신호에 따라 전자제어장치에서 방전선에 전원을 순차적으로 인가함으로써, 각 여과실내의 포집된 매연입자를 저항체로 하여 각 셀에 대한 일정시간의 방전이 이루어져 각 셀내의 매연입자가 용이하게 산화 소실되도록 한 자동차용 매연 여과 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been researched and developed in view of the above, and the discharge line is diagonally formed in each filtration chamber of the cell-type porous filter in the canister installed in the muffler as an exhaust post-treatment device of a diesel engine vehicle. Each discharge line is connected to a power input line supplied by an electronic control device, and in the last filtration chamber of each filtration chamber, a smoke detection line for detecting the amount of smoke collected is installed. By sequentially applying power to the discharge line in the electronic control device according to the detected signal, the soot particles in each cell are easily discharged for a predetermined time by using the collected soot particles in each filter chamber as a resistor. It is an object of the present invention to provide an automobile soot filtration device which is allowed to be oxidized.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 머플러내에 설치되는 캐니스터를 포함하는 자동차용 매연 여과장치에 있어서, 상기 캐니스터내의 셀형 다공성 필터의 각 여과실에 배치된 방전선과; 상기 각 여과실중 최종 여과실에 설치되는 한 쌍의 포집매연량 감지선과: 상기 각 방전선과 순차적으로 전원을 인가할 수 있도록 연결되는 동시에 상기 포집매연량 감지선과 신호 교환 가능하게 연결되는 전자제어장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 매연 여과장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an automobile particulate filter including a canister installed in a muffler, the apparatus comprising: a discharge line disposed in each filtration chamber of a cellular porous filter in the canister; A pair of trapped smoke sensing lines installed in the final filtration chamber of each of the filtration chambers: an electronic control device connected to the discharge lines in order to supply power sequentially and at the same time so as to exchange signals with the trapped smoke sensing lines It provides a soot filter for automobiles, characterized in that configured to include.

바람직한 구현예로서, 상기 방전선은 각 여과실 구석 위치에 한 쌍의 방전선이 대각을 이루며 배치된 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the discharge line is characterized in that a pair of discharge lines are arranged diagonally at each corner of the filter chamber.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 포집매연량 감지선의 감지 신호에 따라 전자제어장치는 각 여과실의 방전선에 전원을 10분간 순차적으로 인가시키는 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the electronic control device according to the detection signal of the trap smoke detection amount sensing line is characterized in that for sequentially applying power to the discharge line of each filter chamber for 10 minutes.

이때, 상기 전자제어장치에는 포집매연량 감지선에 쌓이는 매연입자의 저항치에 의한 신호를 통전량으로 계산하는 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the electronic control device is characterized in that it comprises a capacitor for calculating the amount of current through the signal by the resistance value of the soot particles accumulated in the collecting smoke amount detection line.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 캐니스터를 나타내는 종단면도이고, 도 2은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 캐니스터를 나타내는 횡단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 여과실 일부를 보여주는 단면 사시도이다.1 is a longitudinal sectional view showing a canister of an automobile particulate filter according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a canister of an automobile particulate filter according to the present invention, Figure 3 is a vehicle according to the invention Sectional perspective view showing a part of filtration chamber of soot filtration device.

본 발명은 머플러에 설치된 캐니스터의 각 여과실에 방전선을 대각으로 배치하여, 각 여과실에 쌓이는 매연입자를 저항체로 하여 산화 소실되게 한 점에 주안점이 있다.The present invention has a main point in that discharge lines are diagonally disposed in each filtration chamber of the canister provided in the muffler, and the particulate matter accumulated in each filtration chamber is oxidized and lost.

이를 위해, 상기 캐니스터내의 셀형 다공성 필터의 각 여과실(10)의 구석 위치에 한 쌍의 방전선(12)을 대각으로 배치하고, 도 6의 결선도에서 보는 바와 같이 상기 각 여과실(10)중 최종 여과실에는 한 쌍의 포집매연량 감지선(14)을 배치하게 된다.To this end, a pair of discharge lines 12 are diagonally disposed at corners of each filtration chamber 10 of the cellular porous filter in the canister, and as shown in the connection diagram of FIG. In the final filtration chamber, a pair of trapped smoke sensing lines 14 are arranged.

이때, 첨부한 도 4에 도시한 바와 같이 상기 각 방전선(12)에는 전자제어장치(16)가 연결되는 바, 이 전자제어장치(16)에 의하여 각 방전선(12)에 전원이 순차적으로 인가될 수 있다.In this case, as shown in FIG. 4, the electronic control device 16 is connected to each of the discharge lines 12, and power is sequentially supplied to each of the discharge lines 12 by the electronic control device 16. Can be applied.

또한, 상기 포집매연량 감지선(14)이 전자제어장치(16)와 신호 교환 가능하게 연결되는 바, 포집매연량 감지선(14)에 쌓이는 매연입자를 저항치로 하여 전자제어장치(16)로 공급 전송되는 통전량에 따라 기준치 이상이면 전자제어장치(16)는 각 방전선(12)에 순차적으로 전원을 인가하게 된다.In addition, the collecting smoke amount detection line 14 is connected to the electronic control device 16 so as to be able to exchange signals, so that the particulate matter accumulated in the collecting smoke amount detection line 14 is a resistance value to the electronic control device 16. The electronic control device 16 sequentially applies power to each of the discharge lines 12 if the supply value is equal to or higher than the reference value.

이때, 상기 전자제어장치(16)로 수신되는 통전량을 전자제어장치(16)에 포함된 콘덴서(18)에서 계산을 하게 되어, 상기 매연입자의 저항치가 기준치 이상이면 각 방전선(12)에 순차적으로 전원을 인가하게 되는 것이다.At this time, the electric current received by the electronic control device 16 is calculated by the capacitor 18 included in the electronic control device 16, and if the resistance value of the soot particles is equal to or more than the reference value to each discharge line 12 The power is sequentially applied.

여기서, 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.Here, the operational relationship of the smoke filter for automobiles according to the present invention will be described.

첨부한 도 7은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 작동 순서도이다.7 is a flowchart illustrating the operation of the particulate filter for automobiles according to the present invention.

차량의 주행중에 상기 각 여과실(10)중 포집매연량 감지선(14)에 전자제어장치(16)에서 전류신호를 보내게 되면, 이때의 전류신호는 포집매연량 감지선(14)을 지나 다시 전자제어장치(16)로 수신된다.If the electronic control device 16 sends a current signal to the collection smoke detection amount detection line 14 in each of the filtration chambers 10 while the vehicle is running, the current signal passes through the collection smoke detection amount detection line 14. It is received by the electronic controller 16 again.

이때, 상기 포집매연량 감지선(14)에 매연입자가 쌓이게 되면 매연입자는 저항 역할을 하게 되는 바, 상기 포집매연량 감지선(14)을 통과한 전류는 다시 전자제어장치(16)로 수신된다.At this time, when soot particles accumulate on the trap smoke detection line 14, the soot particles act as a resistance, and the current passing through the trap smoke detection line 14 is received by the electronic controller 16 again. do.

다음으로, 상기 전자제어장치(16)에 포함된 콘덴서(18)에서 포집매연량 감지선(14)을 통과한 전류값을 읽게 되는 바, 상기 매연입자로 인한 저항치가 기준치 이상으로 판단되는 경우 전자제어장치(16)는 상기 각 방전선(12)에 전원을 순차적으로 인가하게 된다.Next, the current value passing through the trapped smoke detection line 14 in the capacitor 18 included in the electronic control device 16 is read. When the resistance value due to the particulate matter is determined to be higher than or equal to the reference value, The controller 16 sequentially applies power to each of the discharge lines 12.

바람직하게는, 첨부한 도 1에 나타낸 바와 같이 다수의 여과실(10)중 대각방향으로 배열된 최초 여과실(10)의 방전선(12a),(12a')에 먼저 전원을 10분간 인가하고, 그 다음 대각으로 배열된 여과실(10)의 방전선(12b),(12b')에 전원을 10분간 인가하며, 순차적으로 마지막 위치에 대각 배열된 여과실(10)의 방전선까지 10분간 전원을 인가하게 된다.Preferably, as shown in FIG. 1, power is first applied to the discharge lines 12a and 12a 'of the first filtration chamber 10 arranged diagonally among the plurality of filtration chambers 10 for 10 minutes. Then, power is applied to the discharge lines 12b and 12b 'of the filtration chamber 10 arranged diagonally for 10 minutes, and sequentially to the discharge lines of the filtration chamber 10 arranged diagonally to the last position. Power is applied.

따라서, 첨부한 도 5에 도시한 바와 같이 각 여과실(10)의 방전선(12) 사이에 쌓인 매연입자가 저항체로 방전되어 용이하게 산화 소실된다.Therefore, as shown in FIG. 5, the soot particles accumulated between the discharge lines 12 of the respective filtration chambers 10 are discharged to the resistor and are easily oxidized and lost.

이와 같이, 여과실내에 포집된 매연입자를 저항체로 방전하여, 다수열의 여과실을 한 줄씩 순차적으로 전기저항 재생을 유도하되, 매연입자의 산화시 필터가 파손온도(800℃)에 도달하지 않게 되어 캐니스터의 내구성, 매연재생성 등의 향상을 도모할 수 있게 된다.In this way, the soot particles collected in the filtration chamber are discharged to the resistor to induce the electrical resistance regeneration of the filtration chambers in a row one by one, but the filter does not reach the breakage temperature (800 ° C.) during oxidation of the soot particles. The canister can be improved in durability and soot regeneration.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치에 의하면, 머플러에 설치되는 캐니스터의 각 여과실에 방전선을 대각선상으로 설치하고, 각 방전선에는 전자제어장치에 의하여 공급되는 전원입력선을 각각 연결하며, 각 여과실중 마지막 여과실에는 포집된 매연량을 감지하는 매연량 감지선을 설치하여, 매연량 감지선에서 감지된 신호에 따라 전자제어장치에서 방전선에 전원을 순차적으로 인가함으로써, 각 여과실내의 포집된 매연입자를 저항체로 하여 각 셀에 대한 일정시간의 방전이 이루어져 각 여과실내의 매연입자가 용이하게 산화 소실되어, 매연 발생을 억제시킬 수 있는 장점을 제공한다.As described above, according to the automobile particulate filter according to the present invention, the discharge line is installed diagonally in each filtration chamber of the canister installed in the muffler, the power input supplied by the electronic control device to each discharge line Each line is connected to each other, and the last filtration chamber is equipped with a smoke detection line for detecting the amount of smoke collected, and the electric control device sequentially supplies power to the discharge line according to the signal detected by the smoke detection line. By applying, the collected soot particles in each filtration chamber are used as a resistor to discharge the cells for a predetermined time, and the soot particles in each filtration chamber are easily oxidized and lost, thereby providing an advantage of suppressing the generation of soot.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 캐니스터를 나타내는 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing a canister of an automobile particulate filter according to the present invention;

도 2은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 캐니스터를 나타내는 횡단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing a canister of the exhaust filter for automobiles according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 여과실 일부를 보여주는 단면 사시도,3 is a sectional perspective view showing a part of a filtration chamber of a vehicle particulate filter according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치에 전원이 공급되도록 한 구성도,4 is a configuration diagram in which power is supplied to a vehicle particulate filter according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 방전선 사이에 쌓인 매연입자가 저항체로 방전되는 상태를 나타내는 설명도,5 is an explanatory view showing a state in which soot particles accumulated between discharge lines of an automobile particulate filter according to the present invention are discharged to a resistor;

도 6은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 방전선과 포집매연량 감지선이 전자제어장치와 연결된 상태를 나타내는 결선도6 is a connection diagram showing a state in which a discharge line and a collection smoke detection line of an automobile particulate filter according to the present invention are connected to an electronic control apparatus.

도 7은 본 발명에 따른 자동차용 매연 여과장치의 작동 순서도.7 is a flow chart of the operation of the exhaust filter apparatus for automobiles according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 여과실 12 : 방전선10 filtration chamber 12 discharge line

14 : 포집매연량 감지선 16 : 전자제어장치14: collection smoke detection line 16: electronic control device

18 : 콘덴서18: condenser

Claims

In the smoke filter for automobile comprising a canister installed in the muffler,

Discharge lines arranged in respective filtration chambers of the cellular porous filter in the canister;

And a pair of capture particulate matter detection lines installed in the final filtration chamber of each filtration chamber:

And an electronic control device connected to the discharge lines in a sequential order, the electronic control device being connected to the collection smoke detection line so as to exchange signals.

The exhaust gas filter device for automobiles according to claim 1, wherein a pair of discharge lines are disposed diagonally at each corner of the filter chamber.

The apparatus of claim 1, wherein the electronic controller sequentially applies power to the discharge lines of the respective filtering chambers for 10 minutes in response to the detection signal of the collected particulate smoke detection line.

The particulate matter filtering device for automobiles according to claim 1 or 4, wherein the electronic controller includes a condenser that calculates a signal based on a resistance value of the soot particles accumulated in the collecting particulate matter detection line as the amount of current.