KR20150129158A - Catalyst system and control method of diesel vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention rapidly increases the temperature of low-temperature exhaust gas using an additional heater device instead of a temperature rise using the combustion conditions of an engine and recirculates exhaust gas if the temperature of the exhaust gas is not satisfied with a proper temperature condition even by the heater device, thereby improving the regeneration efficiency of a diesel particulate filter (DPF). Therefore, a catalyst system and a control method according to the present invention prevent excessive deposition of carbon particulates in a DPF by enabling the manual regeneration of the DPF at all times regardless of temperature conditions; and reduces the generation of white lead caused by the low-temperature of the exhaust gas when the regeneration of the DPF is started. The catalyst system comprises: a diesel oxidation catalyst; a diesel particulate filter; first and second temperature sensors which are installed on the front and rear ends of the diesel oxidation catalyst, respectively, and measure the temperature of exhaust gas; first and second heating parts which are installed on the front and rear ends of the diesel oxidation catalyst, respectively, and increases the temperature of the exhaust gas; and a control part which operates the first heating part or the second heating part by receiving the temperature information of the exhaust gas from the first and second temperature sensors.

Description

촉매 시스템 및 그 제어방법 {CATALYST SYSTEM AND CONTROL METHOD OF DIESEL VEHICLE}[0001] CATALYST SYSTEM AND CONTROL METHOD OF DIESEL VEHICLE [0002]

본 발명은 DPF의 재생시 배출가스의 온도 조건을 신속히 만족되도록 하여 DPF의 재생성능을 확보할 수 있는 촉매 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst system and a control method thereof that can quickly satisfy a temperature condition of an exhaust gas during regeneration of a DPF to ensure regeneration performance of the DPF.

디젤엔진은 출력 및 연비가 뛰어나지만, 매연 발생이 문제가 있어 이에 대한 법전인 규제가 있다.Diesel engines are excellent in output and fuel efficiency, but there is legal restriction in the case of soot generation problems.

이에 따라, 환경 오염물질을 저감하기 위해, 차량에는 후처리 장치가 적용되고 있으며, 후처리 장치로는 디젤 산화 촉매(DOC:Diesel Oxidation Catalyst, 이하 DOC)와 디젤 입자 필터(DPF:Diesel Particulate Filter, 이하 DPF)가 통상적으로 이용되고 있다.Accordingly, in order to reduce environmental pollutants, a post-treatment apparatus is applied to a vehicle. Diesel oxidation catalyst (DOC) and diesel particulate filter (DPF) DPF) is generally used.

여기서, DPF의 경우 시간이 경과에 따라 질소 산화물 및 입자상 물질이 축적되며, 축적물이 일정량 이상 증가되면 배출가스의 유동경로가 좁아져 엔진의 배압이 증가됨으로써 엔진 출력이 저하되고, 정화성능도 급격히 감소된다.Here, in the case of DPF, nitrogen oxides and particulate matter are accumulated over time, and when the amount of accumulation is increased by a certain amount or more, the flow path of the exhaust gas is narrowed and the back pressure of the engine is increased to lower the engine output, .

이로 인해, DPF는 필터 내에 축적되는 질소산화물 및 입자상 물질의 축적량을 측정하고, 축적량이 증대되면 DPF 재생작업을 수행하여 질소 산화물 및 입자상 물질을 제거한다.Accordingly, the DPF measures the accumulation amount of the nitrogen oxide and particulate matter accumulated in the filter, and when the accumulation amount increases, the DPF regeneration operation is performed to remove nitrogen oxides and particulate matter.

통상적으로, DPF 재생은 엔진의 회전수가 높아짐에 따라 승온되는 배출가스의 온도를 이용하거나, 별도의 재생장치를 구동시켜 필터 내에 축적된 입자상 물질을 연소시킨다.Normally, the DPF regeneration uses the temperature of the exhaust gas heated as the number of revolutions of the engine increases or drives a separate regenerator to burn the particulate matter accumulated in the filter.

이처럼, 고온의 배출가스를 이용하여 입자상 물질을 제거시키는 방식은 DOC 후단의 배출가스 온도가 DPF의 재생에 필요한 온도를 충분히 만족해야 하기 때문에, 별도의 승온작업이 필요하다. 이를 위해, 종래의 경우 연료를 추가분사하는 후분사 방법이 이용되었으며, 공기의 양을 줄임으로써 배출가스의 온도를 상승시키는 방법이 이용되었다.As described above, in the method of removing the particulate matter using the high-temperature exhaust gas, the temperature of the exhaust gas downstream of the DOC must sufficiently satisfy the temperature required for regeneration of the DPF, and therefore, a separate heating operation is required. For this purpose, a post-injection method of additionally injecting fuel has been used in the prior art, and a method of raising the temperature of the exhaust gas by reducing the amount of air has been used.

아울러, 2개의 터보를 이용하여 마력/토크를 향상시키는 엔진의 경우 직렬연결된 2개의 터보차저의 구성으로 에너지 손실이 저감되도록 하지만, 배출가스의 온도가 낮아짐에 따라 DPF 재생효율이 저하되는 문제가 발생되었다.In addition, in the case of an engine that improves the horsepower / torque by using two turbos, the energy loss is reduced by the construction of two turbochargers connected in series, but the DPF regeneration efficiency is lowered as the exhaust gas temperature is lowered .

위와 같은 종래의 DPF는 냉각수온이 낮은 냉간 조건에서, 배출가스의 온도가 현저히 낮아짐에 따라 DPF의 재생효율이 저하되며, 수동 재생이 이루어질 경우 차량이 정지된 상태에서 진행되어야 하므로, DPF의 재생시 연료와 시간이 낭비되는 문제가 발생되었다.
In the conventional DPF as described above, the regeneration efficiency of the DPF is lowered as the temperature of the exhaust gas is significantly lowered under the cold condition in which the cooling water temperature is low, and when the manual regeneration is performed, Fuel and time were wasted.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KR 10-2010-0138343 A (2010.12.31)KR 10-2010-0138343 A (2010.12.31)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 엔진의 연소조건을 이용하여 배출가스의 온도를 승온시키는 것이 아닌, 별도의 히터 장치를 이용하여 저온의 배출가스를 급속 승온시킴으로써 DPF재생효율이 증대되도록 하는 촉매 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve such problems, and it is an object of the present invention to increase the DPF regeneration efficiency by raising the temperature of the exhaust gas at a low temperature by using a separate heater device instead of raising the temperature of the exhaust gas using the combustion condition of the engine And a control method thereof.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 촉매 시스템은 배기 파이프에서 소정의 간격을 두고 순차적으로 마련된 DOC(Diesel Oxidation Catalyst)와 DPF(Diesel Particulate Filter); 상기 DOC의 전단과 후단에 각각 설치되어 유동되는 배출가스의 온도를 측정하는 제1온도센서 및 제2온도센서; 상기 DOC의 전단과 후단에 각각 설치되어 유동되는 배출가스의 온도를 승온시키는 제1히팅부 및 제2히팅부; 및 상기 제1온도센서와 제2온도센서로부터 배출가스의 온도정보를 입력받고, DOC 전단과 후단에서의 배출가스에 대한 DOC 기준온도값이 구비되며, DOC전단 또는 후단의 배출가스 온도가 DOC 기준온도값보다 낮을 경우 해당 제1히팅부 또는 제2히팅부를 동작시키는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a catalytic system comprising: a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and a DPF (Diesel Particulate Filter) sequentially arranged at predetermined intervals in an exhaust pipe; A first temperature sensor and a second temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas installed at the front end and the rear end of the DOC, respectively; A first heating unit and a second heating unit installed at the front end and the rear end of the DOC to raise the temperature of the flowing exhaust gas; And a DOC reference temperature value for the exhaust gas at a front end of the DOC and a rear end of the DOC, wherein the temperature of the exhaust gas at the front end or the rear end of the DOC is DOC reference And a control unit for operating the first heating unit or the second heating unit when the temperature is lower than the temperature value.

상기 제어부는 제1온도센서와 제2온도센서로부터 입력된 배출가스의 온도가 모두 DOC 기준온도값보다 낮을 경우, 제1히팅부와 제2히팅부가 순차적으로 번갈아 작동되도록 할 수 있다.When the temperature of the exhaust gas input from the first temperature sensor and the second temperature sensor is lower than the DOC reference temperature value, the controller may alternately operate the first and second heating units in turn.

상기 제어부는 DOC 전단과 후단을 유동하는 배출가스에 대한 한계온도값이 구비되고, 제1온도센서와 제2온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하는 경우 제1히팅부와 제2히팅부의 동작을 정지시킬 수 있다.When the temperature of the exhaust gas measured through the first temperature sensor and the second temperature sensor reaches the limit temperature value, the control unit controls the first heating unit And the operation of the second heating unit can be stopped.

상기 제어부는 제1히팅부와 제2히팅부의 작동시간에 따른 한계시간이 구비되고, 제1히팅부와 제2히팅부의 작동시간이 한계시간에 도달하는 경우 제1히팅부와 제2히팅부의 동작을 정지시킬 수 있다.Wherein the control unit is provided with a time limit according to the operation time of the first and second heating units, and when the operation time of the first and second heating units reaches a time limit, the operation of the first and second heating units Can be stopped.

상기 DPF의 후단 측 배기 파이프에 일단이 연결되고, 상기 DOC의 전단 측 배기 파이프에 타단이 연결된 바이패스 경로;와 상기 바이패스 경로 상에 설치되어 DPF를 통과한 배출가스가 바이패스 경로를 강제순환되도록 하는 컴프레서 장치;와 상기 DPF의 후방측의 바이패스 경로 상에 설치되어 DPF를 통과한 배출가스의 유동 방향을 선택적으로 전환시키는 바이패스 밸브;를 더 포함할 수 있다.A bypass path having one end connected to the exhaust pipe at the rear end of the DPF and the other end connected to the exhaust pipe at the front end of the DOC, and a bypass path provided on the bypass path, And a bypass valve disposed on a bypass path at a rear side of the DPF for selectively switching a flow direction of the exhaust gas passing through the DPF.

상기 DPF의 후단에 설치되어 DPF를 통과한 배출가스의 온도를 측정하는 제3온도센서가 더 구비되고, 상기 제어부는 DPF 후단에서의 배출가스에 대한 DPF 기준온도값이 구비되며, DPF 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값보다 낮을 경우 상기 컴프레서 장치를 구동시키고 바이패스 밸브를 전환시켜 배출가스가 바이패스 경로로 순환되도록 할 수 있다.And a third temperature sensor disposed at a downstream end of the DPF for measuring the temperature of the exhaust gas passing through the DPF. The control unit includes a DPF reference temperature value for the exhaust gas at a downstream end of the DPF, The exhaust gas can be circulated to the bypass path by driving the compressor device and switching the bypass valve when the temperature of the exhaust gas is lower than the DPF reference temperature value.

상기 제어부는 DPF후단을 유동하는 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값에 도달하지 못하더라도, DOC 전단과 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하였을 경우 DPF를 통과한 배출가스가 바이패스 경로로 순환되지 못하도록 할 수 있다.Even if the temperature of the exhaust gas flowing downstream of the DPF does not reach the DPF reference temperature value, when the temperature of the exhaust gas flowing in the front end and the rear end of the DOC reaches the limit temperature value, It is possible to prevent the path from being circulated.

상기 제어부는 DPF 후단을 유동하는 배출가스에 대한 제한온도값이 구비되고, 제3온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도가 제한온도값에 도달하는 경우 바이패스 경로로 배출가스가 순환되지 않도록 컴프레서 장치를 정지시키고 바이패스 밸브를 전환시킬 수 있다.The control unit is provided with a limit temperature value for the exhaust gas flowing downstream of the DPF, and when the temperature of the exhaust gas measured through the third temperature sensor reaches the limit temperature value, the exhaust gas is not circulated to the bypass path. The device can be stopped and the bypass valve switched.

상기 DPF의 후단 측 배기 파이프에는 배출가스가 그대로 배출되는 제1배출경로;와 상기 DPF의 후단 측 배기 파이프에 일단이 연결되고, 상기 DOC의 전단 측 배기 파이프에 타단이 연결된 바이패스 경로;와 상기 바이패스 밸브의 전환시 제1배출경로를 차단함에 따라 바이패스 경로를 순환한 배출가스가 배출되도록 하는 제2배출경로;가 구성될 수 있다.A bypass path connected to one end of the exhaust pipe at the rear end of the DPF and connected to the exhaust pipe at the front end of the DOC; And a second discharge path for discharging the exhaust gas circulating through the bypass path as the first discharge path is shut off when the bypass valve is switched.

상기 제어부는 DPF 재생의 필요 여부에 대한 정보를 입력받고, DPF의 재생이 필요한 것으로 입력될 경우 배출가스의 온도가 조절되도록 할 수 있다.The controller may receive information on whether DPF regeneration is necessary, and adjust the temperature of the exhaust gas when regeneration of the DPF is required.

촉매 시스템의 제어방법에 있어서, DPF 재생이 필요한 상태인지를 판단하는 판단단계; DPF 재생이 필요한 것으로 판단된 경우 DOC의 전후단에서 제1온도센서와 제2온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도를 각각 제1기준온도 및 제2기준온도와 비교판단하고, DOC 전단 또는 후단의 배출가스 온도가 제1기준온도 및 제2기준온도보다 낮을 경우 제1히팅부 또는 제2히팅부를 선택적으로 동작시켜 배출가스의 온도가 승온되도록 하는 승온단계;를 포함할 수 있다.A control method for a catalyst system, comprising: a determining step of determining whether DPF regeneration is required; If it is determined that DPF regeneration is necessary, the temperature of the exhaust gas measured through the first temperature sensor and the second temperature sensor at the upstream and downstream ends of the DOC is compared with the first reference temperature and the second reference temperature, respectively, The temperature of the exhaust gas may be raised by selectively operating the first or second heating unit when the exhaust gas temperature of the exhaust gas is lower than the first reference temperature and the second reference temperature.

상기 승온단계 이후 DPF의 후단에서 제3온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도를 제3기준온도와 비교판단하고, DPF 후단의 배출가스 온도가 제3기준온도보다 낮을 경우 배출가스가 바이패스 경로를 통해 DOC 전단으로 재순환되도록 하여 배출가스의 온도를 재승온시키는 재승온단계;를 더 포함할 수 있다.
The temperature of the exhaust gas measured through the third temperature sensor at the rear end of the DPF after the temperature increase step is compared with the third reference temperature and if the exhaust gas temperature at the rear end of the DPF is lower than the third reference temperature, And a re-warming step of re-circulating the exhaust gas through the DOC shear stage to re-warm the temperature of the exhaust gas.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 촉매 시스템 및 그 제어방법은 엔진의 연소조건을 이용하여 배출가스의 온도를 승온시키는 것이 아닌, 별도의 히터 장치를 이용하여 저온의 배출가스를 급속 승온시키고, 히터 장치에 의해서도 배출가스의 적정 온도조건이 만족하지 않을 경우 배출가스가 재순환되도록 함으로써 DPF재생효율이 증대되도록 한다.The catalytic system and its control method having the above-described structure are characterized not by raising the temperature of the exhaust gas using the combustion condition of the engine but by rapidly heating the low-temperature exhaust gas using a separate heater device, The regeneration efficiency of the DPF is increased by allowing the exhaust gas to be recirculated when the proper temperature condition of the exhaust gas is not satisfied.

이로 인해, 온도 조건에 구애받지 않고 DPF의 상시 수동재생이 가능함에 따라 DPF의 과다 퇴적을 방지하며, DPF의 재생에 돌입하는 경우 배출가스의 낮은 온도에 따른 백연 발생이 저감되도록 한다.
As a result, the DPF can be manually regenerated at any time regardless of the temperature condition, thereby preventing excessive deposition of the DPF and reducing the occurrence of white smoke due to the low temperature of the exhaust gas when the DPF is regenerated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 시스템의 제어방법에 대한 순서도.
도 3은 종래의 DPF재생에 따른 온도그래프.
도 4는 본 발명에 따른 DPF재생시의 온도 그래프.
1 is a schematic view of a catalyst system according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart of a method of controlling a catalyst system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph of a temperature according to a conventional DPF regeneration.
4 is a graph of the temperature during regeneration of the DPF according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 촉매 시스템 및 그 제어방법에 대하여 살펴본다.
Hereinafter, a catalyst system and a control method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 시스템의 구성도로서, 본 발명의 촉매 시스템은 배기 파이프에서 소정의 간격을 두고 순차적으로 마련된 DOC(Diesel Oxidation Catalyst)(1)와 DPF(Diesel Particulate Filter)(3); 기 DOC(1)의 전단과 후단에 각각 설치되어 유동되는 배출가스의 온도를 측정하는 제1온도센서(5) 및 제2온도센서(7); 상기 DOC(1)의 전단과 후단에 각각 설치되어 유동되는 배출가스의 온도를 승온시키는 제1히팅부(9) 및 제2히팅부(11); 및 상기 제1온도센서(5)와 제2온도센서(7)로부터 배출가스의 온도정보를 입력받고, DOC(1) 전단과 후단에서의 배출가스에 대한 DOC 기준온도값이 구비되며, DOC(1) 전단 또는 후단의 배출가스 온도가 DOC 기준온도값보다 낮을 경우 해당 제1히팅부(9) 또는 제2히팅부(11)를 동작시키는 제어부(E);를 포함한다.
FIG. 1 is a configuration diagram of a catalyst system according to an embodiment of the present invention. The catalyst system of the present invention includes a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) 1 and a DPF (Diesel Particulate Filter) ) (3); A first temperature sensor (5) and a second temperature sensor (7) installed at the front end and the rear end of the DOC (1) to measure the temperature of the exhaust gas flowing respectively; A first heating unit 9 and a second heating unit 11 installed at the front end and the rear end of the DOC 1 to raise the temperature of the exhaust gas flowing respectively; And DOC reference temperature values for the exhaust gas at the front end and the rear end of the DOC (1) are received, and the DOC (1) 1) a control unit (E) for operating the first heating unit (9) or the second heating unit (11) when the temperature of the exhaust gas at the front end or the rear end is lower than the DOC reference temperature value.

본 발명에서는 엔진 배기 매니폴드에 연결된 배기 파이프 상에서 전방 측에는 DOC(디젤 산화 촉매)가 배치되고, DOC의 후방 측으로 소정 간격 이격되어 PDF(디젤 입자상물질 필터)가 배치될 수 있다. 이와 더불어, PDF의 후방 측에는 제올라이트로 이루어진 암모니아 SCR(Selective catalyst Reduction) 촉매가 더 포함될 수 있다.In the present invention, a DOC (diesel oxidation catalyst) is disposed at the front side on the exhaust pipe connected to the engine exhaust manifold, and a PDF (Diesel Particulate Filter) may be disposed at a predetermined distance to the rear side of the DOC. In addition, an ammonia SCR (Selective Catalyst Reduction) catalyst made of zeolite may be further included in the rear side of the PDF.

여기서, DOC(1)의 전단에는 제1온도센서(5)와 제1히팅부(9)가 설치되고, DOC(1)의 후단에는 제2온도센서(7)와 제2히팅부(11)가 설치되어 DOC(1)의 전단의 배출가스의 온도와 후단의 배출가스의 온도를 각기 측정하고, 측정된 배출가스의 온도에 따라 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 동작을 통해 배출가스의 적절한 승온이 이루어지도록 한다.The first temperature sensor 5 and the first heating unit 9 are provided at the front end of the DOC 1 and the second temperature sensor 7 and the second heating unit 11 are provided at the rear end of the DOC 1. [ The temperature of the exhaust gas at the front end of the DOC 1 and the temperature of the exhaust gas at the downstream end of the DOC 1 are measured and the temperatures of the first and second heating units 9 and 11 So that the temperature of the exhaust gas is appropriately raised through the operation.

즉, DOC(1) 전단과 후단에서의 배출가스에 대한 DOC(1) 기준온도값이 구비된 제어부는 제1온도센서(5)와 제2온도센서(7)로부터 입력된 배출가스의 온도를 DOC 기준온도값과 비교판단한다. 이후, DOC(1) 전단의 배출가스 온도가 DOC 기준온도값보다 낮을 경우 제1히팅부(9)를 동작시키고, DOC(1) 후단의 배출가스 온도가 DOC 기준온도값보다 낮을 경우 제2히팅부(11)를 동작시켜 배기가스의 온도가 상승되도록 한다.That is, the control unit provided with the DOC (1) reference temperature value for the exhaust gas at the front end and the rear end of the DOC (1) can control the temperature of the exhaust gas input from the first temperature sensor 5 and the second temperature sensor 7 DOC reference temperature. If the temperature of the exhaust gas upstream of the DOC 1 is lower than the reference temperature of the DOC 1, the first heating unit 9 is operated. If the temperature of the exhaust gas downstream of the DOC 1 is lower than the DOC reference temperature, So that the temperature of the exhaust gas is raised.

여기서, DOC(1)의 전단과 후단에 대한 DOC 기준온도값은 DOC(1)촉매 내부에서 촉매 활성화됨에 따른 온도변화량을 고려하여 서로 다르게 설정될 수 있으며, DOC(1)의 활성화 온도인 250℃ 이상으로 DPF의 재생 유리 조건이 형성되도록 설정될 수 있다.Here, the DOC reference temperature values for the front end and the rear end of the DOC (1) can be set differently in consideration of the temperature change amount due to the catalyst activation within the DOC (1) catalyst, and the activation temperature of the DOC (1) Thus, the regeneration condition of the DPF can be set to be formed.

이처럼, 제어부는 제1온도센서(5)와 제2온도센서(7)를 통해 측정된 DOC(1) 전후단의 배출가스 온도가 DOC 기준온도값보다 낮을 경우 해당 부분의 제1히팅부(9) 또는 제2히팅부(11)를 작동시켜 배출가스의 온도가 승온되도록 한다.If the exhaust gas temperature measured by the first temperature sensor 5 and the second temperature sensor 7 before and after the DOC 1 is lower than the DOC reference temperature value, the control unit controls the first heating unit 9 Or the second heating unit 11 is operated to raise the temperature of the exhaust gas.

단, 상기 제어부는 제1온도센서(5)와 제2온도센서(7)로부터 입력된 배출가스의 온도가 모두 DOC 기준온도값보다 낮을 경우, 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)가 순차적으로 번갈아 작동되도록 할 수 있다.If the temperature of the exhaust gas input from the first temperature sensor 5 and the second temperature sensor 7 is lower than the DOC reference temperature value, the controller may control the first heating unit 9 and the second heating unit 11) can be alternately operated in sequence.

이는, 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 페일 세이프(FAIL SAFE)로서, 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)는 고온에 노출될 뿐만 아니라, 고온의 발열이 이루어지도록 작동되는바, 장시간 사용시 소손이 발생될 수 있다. 따라서, 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)가 동시에 작동되어야 하는 경우 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)가 서로 번갈아가면서 작동되도록 함으로써 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)가 과열에 의한 손상이 발생되지 않도록 한다.
This is because the first heating portion 9 and the second heating portion 11 are not only exposed to a high temperature as FAIL SAFE of the first heating portion 9 and the second heating portion 11, So that burning may occur during prolonged use. Accordingly, when the first heating unit 9 and the second heating unit 11 are to be operated simultaneously, the first heating unit 9 and the second heating unit 11 are alternately operated so that the first heating unit 9 9 and the second heating unit 11 are prevented from being damaged by overheating.

한편, 상기 제어부는 DOC(1) 전단과 후단을 유동하는 배출가스에 대한 한계온도값이 구비되고, 제1온도센서(5)와 제2온도센서(7)를 통해 측정된 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하는 경우 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 동작을 정지시킬 수 있다.Meanwhile, the control unit is provided with a limit temperature value for the exhaust gas flowing in the front end and the rear end of the DOC 1, and the temperature of the exhaust gas measured through the first temperature sensor 5 and the second temperature sensor 7 is The operation of the first heating unit 9 and the second heating unit 11 can be stopped when the limit temperature value is reached.

또한, 상기 제어부는 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 작동시간에 따른 한계시간이 구비되고, 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 작동시간이 한계시간에 도달하는 경우 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 동작을 정지시킬 수 있다.The control unit is provided with a time limit corresponding to the operation time of the first and second heating units 9 and 11. The operation time of the first and second heating units 9 and 11 The operation of the first heating unit 9 and the second heating unit 11 can be stopped.

여기서, 한계온도값은 촉매의 내구성능, 촉매의 적정 활성화 온도 등을 고려하여 설정될 수 있으며, 한계온도값을 통해 배출가스의 무리한 온도상승이 이루어지지 않도록 할 수 있다. 또한, 한계시간은 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 내구성능에 따라 설정될 수 있으며, 각 히팅부의 무리한 구동으로 인해 과열 및 파손이 발생되지 않도록 하는 값이다.Here, the limit temperature value can be set in consideration of the endurance performance of the catalyst, the proper activation temperature of the catalyst, and the like, and the excessive temperature rise of the exhaust gas can be prevented through the limit temperature value. In addition, the time limit can be set according to the endurance performance of the first and second heating units 9 and 11, and is a value that prevents overheating and breakage due to unreasonable driving of each heating unit.

즉, 제1온도센서(5)를 통해 측정된 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하는 경우 제1히팅부(9)의 동작을 정지시킴으로써 DOC(1)로 유동되는 배출가스의 온도상승이 더 이상 이루어지지 않도록 하는 것이다. 동일하게, 제2온도센서(7)를 통해 측정된 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하는 경우 제2히팅부(11)의 동작을 정지시킨다.That is, when the temperature of the exhaust gas measured through the first temperature sensor 5 reaches the limit temperature value, the operation of the first heating unit 9 is stopped so that the temperature rise of the exhaust gas flowing into the DOC 1 So that it is no longer possible. Similarly, when the temperature of the exhaust gas measured through the second temperature sensor 7 reaches the limit temperature value, the operation of the second heating unit 11 is stopped.

또한, 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)는 제어부에 기저장된 한계시간에 도달하는 경우 동작을 정지시킴으로써 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 과열발생 및 손상을 방지하는 것이다.The first heating unit 9 and the second heating unit 11 stop the operation when the preset time is reached in the control unit so that the first heating unit 9 and the second heating unit 11 are overheated And to prevent damage.

이처럼, 제어부에 기저장된 한계온도값과 한계시간은 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 페일 세이프에 관한 것으로, 한계온도값을 통해 DOC(1) 전단과 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 급격히 상승되는 것을 방지함으로써 촉매의 내구성을 확보하고, 촉매의 적절한 활성화가 이루어지도록 할 수 있으며, 한계시간을 통해 제1히팅부(9)와 제2히팅부(11)의 무리한 구동을 방지하여 고장을 미리 방지할 수 있다.
As described above, the limit temperature value and the time limit stored in the controller are related to the fail safe of the first and second heating units 9 and 11, and flow through the front end and the rear end of the DOC (1) It is possible to ensure the durability of the catalyst and ensure proper activation of the catalyst by preventing the temperature of the exhaust gas from rising sharply, The driving can be prevented and the failure can be prevented in advance.

한편, 상기 DPF(3)의 후단 측 배기 파이프에 일단이 연결되고, 상기 DOC(1)의 전단 측 배기 파이프에 타단이 연결된 바이패스 경로(13);와 상기 바이패스 경로(13) 상에 설치되어 DPF(3)를 통과한 배출가스가 바이패스 경로(13)를 강제순환되도록 하는 컴프레서 장치(15);와 상기 DPF(3)의 후방측의 바이패스 경로(13) 상에 설치되어 DPF(3)를 통과한 배출가스의 유동 방향을 선택적으로 전환시키는 바이패스 밸브(17);를 더 포함할 수 있다.A bypass path 13 having one end connected to the exhaust pipe at the rear end of the DPF 3 and the other end connected to the exhaust pipe at the front end of the DOC 1; A compressor device 15 for allowing the exhaust gas passing through the DPF 3 to be forcibly circulated through the bypass path 13 and a DPF 3 installed on the bypass path 13 on the rear side of the DPF 3, And a bypass valve (17) for selectively switching the flow direction of the exhaust gas that has passed through the exhaust gas passage (3).

또한, 상기 DPF(3)의 후단 측 배기 파이프에는 배출가스가 그대로 배출되는 제1배출경로(21);와 상기 DPF(3)의 후단 측 배기 파이프에 일단이 연결되고, 상기 DOC(1)의 전단 측 배기 파이프에 타단이 연결된 바이패스 경로(13);와 상기 바이패스 밸브(17)의 전환시 제1배출경로(21)를 차단함에 따라 바이패스 경로(13)를 순환한 배출가스가 배출되도록 하는 제2배출경로(23);가 구성될 수 있다. 제1배출경로(21)의 경우 일반적인 상황시 배출가스가 유동되는 경로이며, 바이패스 경로(13)와 제2배출경로(23)의 경우 바이패스 밸브(17)의 동작 여부에 따라 열림 동작되어 배출가스가 재순환된 후 외부로 배출되도록 하는 경로이다.A first exhaust path 21 through which the exhaust gas is directly discharged to the exhaust pipe on the rear end side of the DPF 3 and one end connected to the exhaust pipe on the rear end side of the DPF 3, A bypass path 13 in which the other end is connected to the exhaust pipe on the upstream side and a first exhaust path 21 when the bypass valve 17 is switched, And a second discharge path (23) for allowing the discharge gas to flow therethrough. In the case of the first exhaust path 21, the exhaust gas flows in a normal situation. In the case of the bypass path 13 and the second exhaust path 23, the bypass valve 17 is opened and operated And the exhaust gas is recirculated and then discharged to the outside.

여기서, 바이패스 경로(13)는 DPF(3)를 통과한 배출가스가 DOC(1)의 전단으로 재순환되도록 하는 경로를 제공하는 것으로, 바이패스 밸브(17)의 온오프 동작에 의해 배출가스가 바이패스 경로(13)로 유동되도록 한다.Here, the bypass path 13 provides a path for allowing the exhaust gas that has passed through the DPF 3 to be recirculated to the front end of the DOC 1, and the on- To flow to bypass path (13).

즉, 바이패스 경로(13)를 통해 재순환되는 배출가스의 잔열을 이용하여 배출가스가 다시 승온되도록 할 수 있으며, DPF(3)의 재생 초기 버려지는 미연소 탄화수소(Unburned Hydro-Carbon)를 DOC(1) 내에서 재활성화되어 배출가스의 온도상승이 이루어지도록 한다.
That is, the exhaust gas can be heated again by using the residual heat of the exhaust gas recirculated through the bypass path 13, and the unburned hydrocarbons that have been discarded at the initial stage of regeneration of the DPF 3 can be supplied to the DOC 1) so that the temperature of the exhaust gas is raised.

상기의 컴프레서 장치(15)는 엔진에 장착된 에어 컴프레서와 연동되어 구동됨이 바람직하며, 별도의 동력원을 전달받아 작동이 이루어지도록 할 수 있다. 이러한 컴프레서 장치(15)에 의해 압축된 배기가스가 바이패스 경로(13) 내에 유동되도록 함으로써 차압 생성으로 인해 배출가스가 역류되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 컴프레서 장치(15)를 통해 배출가스의 압축열이 생성되어 배출가스의 온도상승이 더해지도록 할 수 있다.
The compressor device 15 is preferably operated in conjunction with an air compressor mounted on the engine, and the compressor device 15 can be operated by receiving a separate power source. By allowing the exhaust gas compressed by the compressor device 15 to flow into the bypass path 13, it is possible to prevent the exhaust gas from flowing back due to generation of the differential pressure. In addition, compressed heat of the exhaust gas is generated through the compressor device 15 so that the temperature of the exhaust gas is increased.

한편, 상기 DPF(3)의 후단에 설치되어 DPF(3)를 통과한 배출가스의 온도를 측정하는 제3온도센서(19)가 더 구비되고, 상기 제어부는 DPF(3) 후단에서의 배출가스에 대한 DPF 기준온도값이 구비되며, DPF(3) 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값보다 낮을 경우 상기 컴프레서 장치(15)를 구동시키고 바이패스 밸브(17)를 전환시켜 배출가스가 바이패스 경로(13)로 순환되도록 할 수 있다.The DPF 3 further includes a third temperature sensor 19 disposed downstream of the DPF 3 for measuring the temperature of the exhaust gas that has passed through the DPF 3, When the temperature of the exhaust gas flowing downstream of the DPF 3 is lower than the DPF reference temperature value, the compressor device 15 is driven and the bypass valve 17 is switched to discharge the exhaust gas Can be circulated to the bypass path (13).

즉, DPF(3)를 통과한 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값에 도달하지 못할 경우 DPF(3)를 통과한 배출가스를 바이패스 경로(13)로 재순환되도록 함으로써 배출가스의 온도가 승온되도록 하는 것이다. 여기서, 제어부는 DPF(3)를 통과한 배출가스의 온도와 DPF 기준온도값에 차이에 따라 제1히팅부(9) 또는 제2히팅부(11)를 동작시켜 배출가스의 온도가 더욱 승온되도록 할 수 있다.That is, when the temperature of the exhaust gas passing through the DPF 3 does not reach the DPF reference temperature value, the exhaust gas passing through the DPF 3 is recycled to the bypass path 13 so that the temperature of the exhaust gas is raised . Here, the control unit operates the first heating unit 9 or the second heating unit 11 according to the difference between the temperature of the exhaust gas passing through the DPF 3 and the DPF reference temperature so that the temperature of the exhaust gas is further increased can do.

상기의 DPF 기준온도값은 배출가스의 적정 온도수준에서 설정될 수 있으며, DPF(3)의 후방으로 측으로 설치될 수 있는 SCR 촉매와 연계하여 SCR 촉매의 정화 효율이 확보될 수 있는 조건으로 DPF 기준온도값이 설정될 수도 있다.
The DPF reference temperature value may be set at an appropriate temperature level of the exhaust gas. In connection with the SCR catalyst which can be installed at the rear side of the DPF 3, A temperature value may be set.

단, 상기 제어부는 DPF(3) 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값에 도달하지 못하더라도, DOC(1) 전단과 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하였을 경우 DPF(3)를 통과한 배출가스가 바이패스 경로(13)로 순환되지 못하도록 할 수 있다.However, even if the temperature of the exhaust gas flowing in the downstream of the DPF 3 does not reach the DPF reference temperature value, the control unit determines that the temperature of the exhaust gas flowing in the front and rear ends of the DOC 1 reaches the limit temperature value It is possible to prevent the exhaust gas that has passed through the DPF 3 from circulating to the bypass path 13.

즉, 제1온도센서(5)와 제2온도센서(7)를 통해 측정된 DOC(1) 전단과 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하였다 함은 배출가스의 충분한 온도 상승이 이루어진 것인바, DPF(3) 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값에 도달하지 못하더라도 추가적인 배출가스의 온도상승이 이루어지지 않도록 하는 것이다.That is, the temperature of the exhaust gas flowing through the front end and the rear end of the DOC 1 measured through the first temperature sensor 5 and the second temperature sensor 7 reaches the limit temperature value means that a sufficient temperature rise So that the temperature of the exhaust gas flowing downstream of the DPF 3 does not reach the DPF reference temperature value so that the temperature of the exhaust gas is not further increased.

이렇게, 배출가스의 과도한 온도상승을 제한함으로써 DOC(1) 및 DPF(3)가 과열에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
In this way, by limiting the excessive temperature rise of the exhaust gas, it is possible to prevent the DOC 1 and the DPF 3 from being damaged by overheating.

한편, 상기 제어부는 DPF(3) 후단을 유동하는 배출가스에 대한 제한온도값이 구비되고, 제3온도센서(19)를 통해 측정된 배출가스의 온도가 제한온도값에 도달하는 경우 바이패스 경로(13)로 배출가스가 순환되지 않도록 컴프레서 장치(15)를 정지시키고 바이패스 밸브(17)를 전환시킬 수 있다.On the other hand, when the temperature of the exhaust gas measured through the third temperature sensor 19 reaches the limit temperature value, the control unit is provided with a limit temperature value for the exhaust gas flowing downstream of the DPF 3, The compressor device 15 can be stopped and the bypass valve 17 can be switched so that the exhaust gas is not circulated to the compressor 13.

즉, 배출가스의 온도가 제한온도값에 도달시 더 이상 배출가스의 온도상승이 불필요한바, DPF(3)를 통과한 배출가스가 배이패스 경로로 유동되지 않도록 하는 것이다.
That is, when the temperature of the exhaust gas reaches the limit temperature value, no further rise in the temperature of the exhaust gas is required, so that the exhaust gas passing through the DPF 3 does not flow to the bypass path.

한편, 상기 제어부는 DPF(3) 재생의 필요 여부에 대한 정보를 입력받고, DPF(3)의 재생이 필요한 것으로 입력될 경우 배출가스의 온도가 조절되도록 할 수 있다.On the other hand, the control unit receives information on the necessity of regeneration of the DPF 3, and may adjust the temperature of the exhaust gas when the regeneration of the DPF 3 is required.

통상적으로 DPF(3) 재생 여부는 경과시간, 차압센서를 통한 축적량 검출, 연료량 계산에 따른 예측 등 다양한 방법이 이용될 수 있다.Generally, various methods such as the elapsed time, the accumulation amount detection through the differential pressure sensor, and the prediction based on the fuel amount calculation can be used as to whether or not the DPF 3 is regenerated.

여기서, 상기와 같이 DPF(3) 재생이 필요한 것으로 확인되면, 클러스터 정보를 통해 사용자에게 알리어 수동재생이 이루어지도록 하거나, 자동 제어를 통해 DPF(3)의 재생이 이루어지도록 할 수 있다.
Here, if it is determined that the DPF 3 needs to be regenerated as described above, it is possible to perform alias manual regeneration to the user through the cluster information or regenerate the DPF 3 through automatic control.

한편, 청구항 1 내지 10에 따른 촉매 시스템의 제어방법에 있어서, DPF(3) 재생이 필요한 상태인지를 판단하는 판단단계; DPF(3) 재생이 필요한 것으로 판단된 경우 DOC(1)의 전후단에서 제1온도센서(5)와 제2온도센서(7)를 통해 측정된 배출가스의 온도를 각각 제1기준온도 및 제2기준온도와 비교판단하고, DOC(1) 전단 또는 후단의 배출가스 온도가 제1기준온도 및 제2기준온도보다 낮을 경우 제1히팅부(9) 또는 제2히팅부(11)를 선택적으로 동작시켜 배출가스의 온도가 승온되도록 하는 승온단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, in the control method of a catalyst system according to any one of claims 1 to 10, it is possible to provide a control method of a catalyst system, comprising: a determination step of determining whether DPF (3) The temperature of the exhaust gas measured through the first temperature sensor 5 and the second temperature sensor 7 at the front and rear ends of the DOC 1 is set to the first reference temperature and the second reference temperature respectively, 2 reference temperature, and when the temperature of the exhaust gas upstream or downstream of the DOC (1) is lower than the first reference temperature and the second reference temperature, the first heating unit 9 or the second heating unit 11 is selectively And a temperature raising step of raising the temperature of the exhaust gas by operating the radiator.

이와 더불어, 상기 승온단계 이후 DPF(3)의 후단에서 제3온도센서(19)를 통해 측정된 배출가스의 온도를 제3기준온도와 비교판단하고, DPF(3) 후단의 배출가스 온도가 제3기준온도보다 낮을 경우 배출가스가 바이패스 경로(13)를 통해 DOC(1) 전단으로 재순환되도록 하여 배출가스의 온도를 재승온시키는 재승온단계;를 더 포함할 수 있다.
In addition, the temperature of the exhaust gas measured through the third temperature sensor 19 at the rear end of the DPF 3 after the temperature increase step is compared with the third reference temperature, and the exhaust gas temperature at the rear end of the DPF 3 And re-circulating the exhaust gas to the front end of the DOC (1) through the bypass path (13) when the temperature of the exhaust gas is lower than the reference temperature.

상기와 같은 본 발명의 촉매 시스템 및 그 제어방법을 통한 본 발명의 효과에 대해서 간단히 설명하면 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 경우 시동 후 DPF(3)의 수동 재생시 DOC(1) 후단의 배출가스 온도가 100℃수준으로 목표 재생온도에 한참 미달되어 DPF(3) 재생이 이루어지지 못하는 상황이 발생될 수 있다.3, when the DPF 3 is manually regenerated after startup, the catalyst system and the control method of the present invention are used. The exhaust gas temperature may be lower than the target regeneration temperature at the level of 100 ° C, and the DPF 3 may not be regenerated.

그러나, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 시동 후 DPF(3)의 수동 재생시 DOC(1)후단의 배출가스 온도가 급속도로 승온되어 목표 재생온도에 신속히 도달하는 것을 볼 수 있다. 아울러, 목표 재생온도에 진입 후 배출가스 온도가 목표 재생온도에서 유지되도록 제어해줌으로써 DPF(3)의 재생효율의 확보할 수 있다.
However, in the present invention, as shown in FIG. 4, the exhaust gas temperature at the rear end of the DOC (1) at the time of manual regeneration of the DPF (3) after starting is rapidly increased to quickly reach the target regeneration temperature. In addition, regeneration efficiency of the DPF 3 can be secured by controlling the exhaust gas temperature to be maintained at the target regeneration temperature after entering the target regeneration temperature.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 촉매 시스템 및 그 제어방법은 엔진의 연소조건을 이용하여 배출가스의 온도를 승온시키는 것이 아닌, 별도의 히터 장치를 이용하여 저온의 배출가스를 급속 승온시키고, 히터 장치에 의해서도 배출가스의 적정 온도조건이 만족하지 않을 경우 배출가스가 재순환되도록 함으로써 DPF재생효율이 증대되도록 한다.The catalytic system and its control method having the above-described structure are characterized not by raising the temperature of the exhaust gas using the combustion condition of the engine but by rapidly heating the low-temperature exhaust gas using a separate heater device, The regeneration efficiency of the DPF is increased by allowing the exhaust gas to be recirculated when the proper temperature condition of the exhaust gas is not satisfied.

이로 인해, 온도 조건에 구애받지 않고 DPF의 상시 수동재생이 가능함에 따라 DPF의 과다 퇴적을 방지하며, DPF의 재생에 돌입하는 경우 배출가스의 낮은 온도에 따른 백연 발생이 저감되도록 한다.
As a result, the DPF can be manually regenerated at any time regardless of the temperature condition, thereby preventing excessive deposition of the DPF and reducing the occurrence of white smoke due to the low temperature of the exhaust gas when the DPF is regenerated.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

1:DOC 3:DPF
5:제1온도센서 7:제2온도센서
9:제1히팅부 11:제2히팅부
13:바이패스 경로 15:컴프레서 장치
17:바이패스 밸브 19:제3온도센서
21:제1배출경로 23:제2배출경로
1: DOC 3: DPF
5: first temperature sensor 7: second temperature sensor
9: first heating unit 11: second heating unit
13: bypass path 15: compressor device
17: bypass valve 19: third temperature sensor
21: first discharge path 23: second discharge path

Claims (12)

배기 파이프에서 소정의 간격을 두고 순차적으로 마련된 DOC(1)(Diesel Oxidation Catalyst)와 DPF(Diesel Particulate Filter);
상기 DOC의 전단과 후단에 각각 설치되어 유동되는 배출가스의 온도를 측정하는 제1온도센서 및 제2온도센서;
상기 DOC의 전단과 후단에 각각 설치되어 유동되는 배출가스의 온도를 승온시키는 제1히팅부 및 제2히팅부; 및
상기 제1온도센서와 제2온도센서로부터 배출가스의 온도정보를 입력받고, DOC 전단과 후단에서의 배출가스에 대한 DOC 기준온도값이 구비되며, DOC전단 또는 후단의 배출가스 온도가 DOC 기준온도값보다 낮을 경우 해당 제1히팅부 또는 제2히팅부를 동작시키는 제어부;를 포함하는 촉매 시스템.
A DOC (Diesel Oxidation Catalyst) 1 and a DPF (Diesel Particulate Filter) which are sequentially arranged at predetermined intervals in an exhaust pipe;
A first temperature sensor and a second temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas installed at the front end and the rear end of the DOC, respectively;
A first heating unit and a second heating unit installed at the front end and the rear end of the DOC to raise the temperature of the flowing exhaust gas; And
A DOC reference temperature value for the exhaust gas at the front end and the rear end of the DOC is provided and the temperature of the exhaust gas at the front end or the rear end of the DOC is set to the DOC reference temperature And a controller for operating the first heating unit or the second heating unit when the temperature is lower than the predetermined value.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 제1온도센서와 제2온도센서로부터 입력된 배출가스의 온도가 모두 DOC 기준온도값보다 낮을 경우, 제1히팅부와 제2히팅부가 순차적으로 번갈아 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit causes the first heating unit and the second heating unit to sequentially operate alternately when the temperature of the exhaust gas input from the first temperature sensor and the second temperature sensor is lower than the DOC reference temperature value. .
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 DOC 전단과 후단을 유동하는 배출가스에 대한 한계온도값이 구비되고, 제1온도센서와 제2온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하는 경우 제1히팅부와 제2히팅부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method according to claim 1,
When the temperature of the exhaust gas measured through the first temperature sensor and the second temperature sensor reaches the limit temperature value, the control unit controls the first heating unit And stops the operation of the first and second heating units.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 제1히팅부와 제2히팅부의 작동시간에 따른 한계시간이 구비되고, 제1히팅부와 제2히팅부의 작동시간이 한계시간에 도달하는 경우 제1히팅부와 제2히팅부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit is provided with a time limit according to the operation time of the first and second heating units, and when the operation time of the first and second heating units reaches a time limit, the operation of the first and second heating units Is stopped.
청구항 1에 있어서,
상기 DPF의 후단 측 배기 파이프에 일단이 연결되고, 상기 DOC의 전단 측 배기 파이프에 타단이 연결된 바이패스 경로;와
상기 바이패스 경로 상에 설치되어 DPF를 통과한 배출가스가 바이패스 경로를 강제순환되도록 하는 컴프레서 장치;와
상기 DPF의 후방측의 바이패스 경로 상에 설치되어 DPF를 통과한 배출가스의 유동 방향을 선택적으로 전환시키는 바이패스 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method according to claim 1,
A bypass path having one end connected to the exhaust pipe on the rear end side of the DPF and the other end connected to the exhaust pipe on the front end side of the DOC;
A compressor device installed on the bypass path for forcibly circulating the bypass path through the exhaust gas passing through the DPF;
Further comprising: a bypass valve disposed on a bypass path at a rear side of the DPF to selectively switch a flow direction of the exhaust gas passing through the DPF.
청구항 5에 있어서,
상기 DPF의 후단에 설치되어 DPF를 통과한 배출가스의 온도를 측정하는 제3온도센서가 더 구비되고,
상기 제어부는 DPF 후단에서의 배출가스에 대한 DPF 기준온도값이 구비되며, DPF 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값보다 낮을 경우 상기 컴프레서 장치를 구동시키고 바이패스 밸브를 전환시켜 배출가스가 바이패스 경로로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method of claim 5,
And a third temperature sensor disposed at a downstream end of the DPF for measuring the temperature of the exhaust gas passing through the DPF,
The control unit is provided with a DPF reference temperature value for the exhaust gas at the downstream of the DPF. When the temperature of the exhaust gas flowing downstream of the DPF is lower than the DPF reference temperature value, the control unit drives the compressor device, To be circulated to the bypass path.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 DPF후단을 유동하는 배출가스의 온도가 DPF 기준온도값에 도달하지 못하더라도, DOC 전단과 후단을 유동하는 배출가스의 온도가 한계온도값에 도달하였을 경우 DPF를 통과한 배출가스가 바이패스 경로로 순환되지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method of claim 6,
Even if the temperature of the exhaust gas flowing downstream of the DPF does not reach the DPF reference temperature value, when the temperature of the exhaust gas flowing in the front end and the rear end of the DOC reaches the limit temperature value, Thereby preventing the catalyst from being circulated through the path.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 DPF 후단을 유동하는 배출가스에 대한 제한온도값이 구비되고, 제3온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도가 제한온도값에 도달하는 경우 바이패스 경로로 배출가스가 순환되지 않도록 컴프레서 장치를 정지시키고 바이패스 밸브를 전환시키는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method of claim 6,
The control unit is provided with a limit temperature value for the exhaust gas flowing downstream of the DPF, and when the temperature of the exhaust gas measured through the third temperature sensor reaches the limit temperature value, the exhaust gas is not circulated to the bypass path. And stopping the apparatus and switching the bypass valve.
청구항 5에 있어서,
상기 DPF의 후단 측 배기 파이프에는 배출가스가 그대로 배출되는 제1배출경로;와
상기 DPF의 후단 측 배기 파이프에 일단이 연결되고, 상기 DOC의 전단 측 배기 파이프에 타단이 연결된 바이패스 경로;와
상기 바이패스 밸브의 전환시 제1배출경로를 차단함에 따라 바이패스 경로를 순환한 배출가스가 배출되도록 하는 제2배출경로;가 구성된 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method of claim 5,
A first exhaust path through which the exhaust gas is directly discharged into the exhaust pipe on the rear end side of the DPF;
A bypass path having one end connected to the exhaust pipe on the rear end side of the DPF and the other end connected to the exhaust pipe on the front end side of the DOC;
And a second exhaust path for discharging the exhaust gas circulated through the bypass path when the first exhaust path is blocked when the bypass valve is switched.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 DPF 재생의 필요 여부에 대한 정보를 입력받고, DPF의 재생이 필요한 것으로 입력될 경우 배출가스의 온도가 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit receives information on whether or not the DPF regeneration is necessary and adjusts the temperature of the exhaust gas when the DPF regeneration is required.
청구항 1 내지 10에 따른 촉매 시스템의 제어방법에 있어서,
DPF 재생이 필요한 상태인지를 판단하는 판단단계;
DPF 재생이 필요한 것으로 판단된 경우 DOC의 전후단에서 제1온도센서와 제2온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도를 각각 제1기준온도 및 제2기준온도와 비교판단하고, DOC 전단 또는 후단의 배출가스 온도가 제1기준온도 및 제2기준온도보다 낮을 경우 제1히팅부 또는 제2히팅부를 선택적으로 동작시켜 배출가스의 온도가 승온되도록 하는 승온단계;를 포함하는 촉매 시스템의 제어방법.
A control method of a catalyst system according to any one of claims 1 to 10,
Determining whether DPF regeneration is required;
If it is determined that DPF regeneration is necessary, the temperature of the exhaust gas measured through the first temperature sensor and the second temperature sensor at the upstream and downstream of the DOC is compared with the first reference temperature and the second reference temperature, respectively, And the temperature of the exhaust gas is increased by selectively operating the first or second heating unit when the exhaust gas temperature of the exhaust gas is lower than the first reference temperature and the second reference temperature.
청구항 11에 있어서,
상기 승온단계 이후 DPF의 후단에서 제3온도센서를 통해 측정된 배출가스의 온도를 제3기준온도와 비교판단하고,
DPF 후단의 배출가스 온도가 제3기준온도보다 낮을 경우 배출가스가 바이패스 경로를 통해 DOC 전단으로 재순환되도록 하여 배출가스의 온도를 재승온시키는 재승온단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 시스템의 제어방법.
The method of claim 11,
Comparing the temperature of the exhaust gas measured through the third temperature sensor at the downstream end of the DPF with the third reference temperature,
And a re-warming step of re-circulating the exhaust gas through the bypass path to the front end of the DOC when the temperature of the exhaust gas downstream of the DPF is lower than the third reference temperature to re-establish the temperature of the exhaust gas. / RTI >
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107654275A (en) * 2016-07-25 2018-02-02 大陆汽车有限公司 Electric exhaust catalysis converter, vehicle and the method for operating electric exhaust catalysis converter
CN110107388A (en) * 2019-07-05 2019-08-09 潍柴动力股份有限公司 A kind of method for diagnosing faults, diagnostic device and engines tail gas processing system
CN113550812A (en) * 2021-08-19 2021-10-26 郑州精益达环保科技有限公司 Diesel engine tail gas pollutant electrical heating DPF system
CN113864027A (en) * 2021-09-27 2021-12-31 同济大学移动源后处理研究院 DPF after-treatment system and driving regeneration control method thereof
KR20220111072A (en) * 2021-02-01 2022-08-09 이연근 Cleaner for smoke reduction device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11614017B2 (en) 2021-05-20 2023-03-28 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for providing heat to a catalyst of an after-treatment system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299474A (en) * 2004-04-09 2005-10-27 Isuzu Motors Ltd Exhaust gas purification system
WO2009123633A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Mack Trucks, Inc. System and method for treating diesel exhaust gases

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107654275A (en) * 2016-07-25 2018-02-02 大陆汽车有限公司 Electric exhaust catalysis converter, vehicle and the method for operating electric exhaust catalysis converter
CN110107388A (en) * 2019-07-05 2019-08-09 潍柴动力股份有限公司 A kind of method for diagnosing faults, diagnostic device and engines tail gas processing system
CN110107388B (en) * 2019-07-05 2019-09-10 潍柴动力股份有限公司 A kind of method for diagnosing faults, diagnostic device and engines tail gas processing system
KR20220111072A (en) * 2021-02-01 2022-08-09 이연근 Cleaner for smoke reduction device
CN113550812A (en) * 2021-08-19 2021-10-26 郑州精益达环保科技有限公司 Diesel engine tail gas pollutant electrical heating DPF system
CN113864027A (en) * 2021-09-27 2021-12-31 同济大学移动源后处理研究院 DPF after-treatment system and driving regeneration control method thereof
CN113864027B (en) * 2021-09-27 2023-11-21 同济大学移动源后处理研究院 DPF aftertreatment system and driving regeneration control method thereof

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