KR20160016230A - Diesel particulate filter regeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 매연저감장치 재생 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진에 장착되는 스로틀 밸브를 통해 일정한 발열량으로 고온의 배기가스를 생성하여 매연을 태워 제거할 수 있는 매연저감장치 재생 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system for regenerating a soot reduction apparatus, and more particularly, to a system for regenerating a soot reduction apparatus capable of generating a high temperature exhaust gas at a constant heating value through a throttle valve mounted in an engine,
최근 세계적으로 자동차 배출물에 의한 환경오염을 방지하기 위하여 배기규체가 강화되고 있으며, 각국에서 가솔린 엔진에 비하여 연비가 우수한 디젤 엔진에 대한 연구가 활발한 상태이다.In recent years, exhaust emissions have been strengthened to prevent environmental pollution caused by automobile emissions worldwide, and researches on diesel engines that are more fuel efficient than those of gasoline engines have been actively conducted in various countries.
일반적으로 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 뛰어난 연비와 출력 등의 장점을 갖고 있음에도 불구하고, 연소후 유해 물질의 일종인 질소 산화물(NOx)의 배출이 심하다는 특성을 가지고 있다. 이에 따라, 디젤 엔진에서는 연소후 배기 계통을 통해 배출되는 배기 가스중 포함된 미연소 배기 가스를 다시 흡기 계통으로 공급하여 연소실내에서 재연소될 수 있도록 하는 배기 가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation, EGR)가 채택되고 있는 실정이다.In general, although diesel engines have advantages such as excellent fuel efficiency and power output compared to gasoline engines, they have a characteristic that nitrogen oxides (NOx), which is one kind of harmful substances after combustion, are discharged. Accordingly, in the diesel engine, exhaust gas recirculation (EGR) is performed to supply the unburned exhaust gas, which is included in the exhaust gas discharged through the post-combustion exhaust system, to the intake system to be re- Is adopted.
그런데, 상기 배기 가스 재순환 장치는 연소후 배출되는 배기 가스 중 유해 물질의 일종인 질소 산화물의 함유를 줄이는 데에는 효과적이나, 배기 가스의 재연소를 위한 순환중 입자상 물질(매연, Particulate Material, PM)과 같은 다른 오염 물질을 다량으로 배출하게 되는 맹점이 있다.However, the exhaust gas recirculation system is effective in reducing the content of nitrogen oxide, which is one kind of harmful substance in the exhaust gas after combustion, but it is also effective in reducing the amount of particulate matter (soot, particulate material, PM) There is a blind spot that causes a large amount of other pollutants to be discharged.
이와 같은 현상은 미연소 배기 가스를 재연소시키는 과정에서 필연적으로 수반되는 것이다. 이에 따라 현재에는 입자상 물질(매연)과 같은 유해한 오염 물질의 저감을 위한 많은 노력들이 경주되고 있는 실정이다.This phenomenon is inevitably involved in the process of re-burning the unburned exhaust gas. As a result, much efforts are now being made to reduce harmful pollutants such as particulate matter (soot).
또한, 최근 들어 상기 입자상 물질(매연)이 대기를 오염시키는 데 가장 중요한 원인으로 작용하고, 이와 더불어 인체에도 많은 악영향을 미치는 것으로 보고되고 있어, 최근에는 입자상 물질(매연)을 줄이는 데 각광을 받는 기술이 개발되고 있는 바, 그 중에 하나가 디젤 엔진용 입자상 물질의 제거 시스템(Diesel Particulate Material Filtering System, DPF)이다.Recently, it has been reported that the particulate matter (soot) acts as a most important cause for polluting the atmosphere and also has a great adverse effect on the human body. In recent years, a technique which is popular for reducing particulate matter (soot) One of them is the Diesel Particulate Material Filtering System (DPF) for diesel engines.
즉, 상기 디젤 엔진용 입자상 물질의 제거 시스템은 차량, 건설기계 등에 사용되는 디젤 엔진 배기구에 연결된 배기 파이프에 부착되어 연소후 배출되는 입자상 물질(매연)을 배기계에 구비된 필터를 통해 일정량 포집하였다가, 포집된 입자상 물질을 연소후 배출되는 배기 가스의 온도를 이용하여 연소시켜 제거하는 기술로서, 이 시스템에서 배기계에 구비되는 필터는 연소후 배출되는 배기 가스중 포함된 오염 물질인 입자상 물질(매연)을 효과적으로 포집할 수 있는 것으로 검증받은 바 있다.That is, the particulate matter removal system for a diesel engine is attached to an exhaust pipe connected to a diesel engine exhaust port used in a vehicle, a construction machine, etc., and collects particulate matter (soot) discharged after combustion through a filter provided in the exhaust system And a particulate matter (soot), which is a contaminant contained in the exhaust gas discharged after the combustion, in the exhaust system in the system, by burning the captured particulate matter by using the temperature of the exhaust gas after combustion, As a result of the research.
그런데, 종래 디젤 엔진용 입자상 물질의 제거 시스템에서 배기계에 구비된 필터내에 포집된 입자상 물질은 연소후 배출되는 배기 가스의 온도에 의해 연소되도록 되어 있으나, 디젤 엔진은 이의 특성상 연소후 배출되는 배기 가스의 온도가 입자상 물질을 연소시키는 데 필요한 600 내지 700℃ 보다 훨씬 낮은 대략 200 내지 300℃이므로, 필터에 포집된 입자상 물질(매연)을 연소시키는 데에 곤란한 단점이 있다.However, in the conventional particulate matter removal system for a diesel engine, the particulate matter collected in the filter provided in the exhaust system is combusted by the temperature of the exhaust gas discharged after the combustion. However, the diesel engine, There is a disadvantage that it is difficult to burn the particulate matter (soot) trapped in the filter since the temperature is approximately 200 to 300 DEG C which is much lower than 600 to 700 DEG C necessary for burning the particulate matter.
이에 따라, 디젤 엔진에서 연소후 배출되는 배기 가스의 온도를 상승시키기 위해 많은 연구들이 수행되었는 데, 이의 일환으로 연구되고 있는 것이 커먼 레일 엔진에서 연료의 메인 분사(main injection)후 이루어지는 연료의 후분사(post injection) 등을 들 수 있다.As a result, many researches have been conducted to raise the temperature of the exhaust gas discharged from the diesel engine after combustion. As a result of this research, it has been studied that the fuel injection after the main injection of fuel in the common rail engine (post injection).
연료 후분사를 이용한 재생 방식은 차량의 엔진 구동 상태를 위해 연료 분사하는 것 이외에 두 번의 연료를 추가로 분사해야 한다. 첫 번째는 연소를 통해서 배기가스에 더 많은 발열량을 제공하여 더 높은 온도가 상승되고, 이로인해 필터에 포집된 매연을 연소시키기에 부족하여 두 번째로 연료가 추가로 분사되고, 연소되지 않은 상태로 배출되는 배기가스 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)를 제거하기 위해 매연저감장치의 전단에 부착되어 있는 DOC(Diesel Oxidation Catalyst)와 발열반응을 통해 배기가스 온도의 상승이 이뤄지게 된다.이렇게 두 번의 후분사에 의해 600℃이상으로 배기가스가 증가하여 매연이 제거된다.Regeneration using fuel back injection requires the addition of two additional fuels in addition to fuel injection for the engine running condition of the vehicle. The first is to provide a higher amount of heat to the exhaust gas through the combustion, so that the higher temperature is raised, which is insufficient to burn the soot captured on the filter, so that the second additional fuel is injected, The exhaust gas temperature is raised through an exothermic reaction with a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) attached to the front of the soot reduction apparatus in order to remove the exhaust gas carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) The exhaust gas is increased to 600 ° C or higher by the injection, and the soot is removed.
이러한 연료 후분사를 이용한 재생 방식은 재생 모드 시에 추가되는 연료가 과도하게 소모되고, 엔진 오일에 연료를 희석시키게 된다. 따라서 연비 악화와 엔진 오일의 교환주기를 짧게 되는 문제점이 있다.Such a regeneration system using the fuel post-injection causes excessive fuel consumption in the regeneration mode and dilutes the fuel in the engine oil. Therefore, there is a problem that the fuel consumption deterioration and the engine oil replacement cycle are shortened.
관련 선행기술로는 등록특허공보 제10-0514862호(발명의 명칭: 디젤 엔진의 입자상 물질 제거용 필터의 재생 방법, 등록일자: 2005년 09월 07일) 및 일본공개특허공보 특개2011-256846호(발명의 명칭: 배기가스 정화 시스템, 공개일자: 2011년 12월 22일)가 있다.As a related art, there is disclosed a method of regenerating a particulate matter removal filter of a diesel engine, which is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0514862 (filed on Sep. 07, 2005) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-256846 (Entitled " Exhaust gas purifying system, public date: December 22, 2011).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 엔진에 장착되는 스로틀 밸브를 통해 일정한 발열량으로 고온의 배기가스를 생성하여 매연을 태워 제거할 수 있는 매연저감장치 재생 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a soot reduction apparatus regeneration system capable of burning soot by generating a high temperature exhaust gas with a constant heating value through a throttle valve mounted on an engine .
본 발명의 다른 목적은, 특정한 장점들 및 신규한 특징들이 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other objects and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the attached drawings, in which:
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템은, 엔진의 흡기구에 장착되는 스로틀 밸브; 상기 엔진의 배기 매니폴드에 장착되어 매연(Particulate Matter, PM)을 포집하는 매연저감장치; 상기 매연저감장치에 대한 재생모드 진입시 상기 엔진에서 배출하는 배기가스의 온도를 상승시키기 위해 상기 스로틀 밸브를 제어하여 상기 엔진의 흡기량을 감소시키는 제어부를 포함한다.A soot reduction system recycling system according to the present invention includes: a throttle valve mounted on an intake port of an engine; A soot reduction device mounted on an exhaust manifold of the engine to collect particulate matter (PM); And a controller for controlling the throttle valve to increase the temperature of the exhaust gas discharged from the engine when the regeneration mode is entered into the diesel particulate filter.
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템에 있어서, 상기 매연저감장치의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 측정된 상기 매연저감장치의 온도에 기초하여 상기 스로틀 밸브를 제어한다.In the system for regenerating the soot reduction apparatus according to the present invention, it is preferable that the system further comprises a temperature sensor for measuring the temperature of the soot reduction apparatus, wherein the control unit controls the throttle Control the valve.
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 매연저감장치의 온도가 미리 설정된 재생 목표 온도까지 상승하도록 상기 스로틀 밸브를 제어하는 제 1 재생단계를 수행한다.In the soot reduction system recycling system according to the present invention, the control section performs a first regeneration step of controlling the throttle valve so that the temperature of the soot reduction apparatus is raised to a preset regeneration target temperature.
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제 1 재생단계 이후에 상기 매연저감장치의 온도가 상기 재생 목표 온도를 유지하도록 상기 스로틀 밸브를 제어하는 제 2 재생단계를 수행한다.The control unit performs a second regeneration step of controlling the throttle valve so that the temperature of the diesel particulate filter device is maintained at the regeneration target temperature after the first regeneration step .
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템에 있어서, 상기 제 1 재생단계는, 미리 설정된 시간이 경과하고, 상기 재생 목표 온도에 도달하였을 때 종료된다.In the system for regenerating a soot reduction apparatus according to the present invention, the first regeneration step ends when a preset time has elapsed and the regeneration target temperature is reached.
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템에 있어서, 상기 제 2 재생단계는, 미리 설정된 시간이 경과하거나 상기 매연저감장치의 매연 포집량이 미리 설정된 양 이하로 되었을 때 종료된다.In the system for regenerating the soot reduction apparatus according to the present invention, the second regeneration step is terminated when a predetermined time has elapsed or when the soot collection amount of the soot reduction apparatus has become a predetermined amount or less.
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템에 있어서, 상기 매연저감장치의 전/후의 압력을 측정하기 위한 압력센서를 더 포함하고, 상기 매연저감장치에 대한 재생모드는 상기 압력센서에 의해 측정된 상기 매연저감장치의 전/후의 압력 차이가 미리 설정된 차압 이상일 때 진입된다.In the system for regenerating the soot reduction apparatus according to the present invention, it is preferable that the regeneration mode for the soot reduction apparatus further comprises a pressure sensor for measuring the pressure before and after the soot reduction apparatus, And enters when the pressure difference before / after the reduction device is equal to or greater than a preset differential pressure.
본 발명은 엔진에 장착되는 스로틀 밸브를 통해 적은 흡기량으로 일정한 발열량을 투입하여 고온의 배기가스를 생성하여 매연을 태워 제거한다.The present invention generates a high-temperature exhaust gas by injecting a constant amount of heat with a small intake amount through a throttle valve mounted on an engine, and burns and removes soot.
또한, 배기가스를 천천히 가열하여 급속도로 가열할 시에 받을 수 있는 열응력을 감소시켜 매연저감장치의 파손 가능성을 최소화시킨다.Further, thermal stress that can be received when the exhaust gas is heated slowly to rapidly reduce the possibility of breakage of the soot reduction apparatus.
아울러, 스로틀 밸브의 흡기량이 제어가 가능하므로 연료 소모를 줄이여 연비 악화를 없애고, 엔진 오일의 교환주기를 늘린다.In addition, since the intake amount of the throttle valve can be controlled, fuel consumption is reduced to eliminate fuel consumption deterioration, and the engine oil change period is increased.
도 1은 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템의 일 실시예의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템의 재생 파형을 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 방법의 일 실시예의 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 방법의 일 실시예의 흐름도.1 is a block diagram of an embodiment of a soot reduction apparatus regeneration system according to the present invention;
2 is a graph showing a regenerative waveform of the soot reduction apparatus regeneration system according to the present invention,
3 is a flowchart of an embodiment of a method for regenerating a soot reduction apparatus according to the present invention,
4 is a flowchart of an embodiment of a method for regenerating a soot reduction apparatus according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a system for regenerating a soot reduction apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템의 일 실시예의 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템의 재생 파형을 나타내는 그래프이다.
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a soot reduction apparatus reproducing system according to the present invention, and FIG. 2 is a graph showing a reproducing waveform of the soot reduction apparatus reproducing system according to the present invention.
본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템(100)은, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 스로틀 밸브(110), 매연저감장치(120), 제어부(130)를 포함한다.1 and 2, the
스로틀 밸브(110)는 엔진의 흡기구에 장착된다. 엔진은 차량, 건설기계, 선박 등에 사용되는 디젤 엔진을 말한다.The
스로틀 밸브(110)는 원판을 회전시켜 관로의 개방과 폐쇄로 엔진의 흡입되는 공기 양인 흡기량을 조절하기 위한 여닫는 밸브이다. 스로틀 밸브(110)는 아래에서 설명하게 되는 제어부(130)에서 인젝터의 개변시간을 조절하여 흡기량을 조절한다.The
스로틀 밸브(110)는 디젤 엔진의 일종인 커먼레일엔지(Common Rail Direct Engine, CRDI)기관에 두는 경우가 있는데, 이는 매연을 저감시키는 목적뿐만 아니라 출력을 조절시키는 목적으로도 사용된다.The
본 발명은 분사되는 연료량을 일정하기 때문에 연료가 연소반응을 통해 제공하는 발열량은 정해져 있으며, 스로틀 밸브(110)를 통해 적은 흡기량에 연소를 통해 발열량을 투입하여 밀도로 인해 배기가스는 더 높은 온도로 상승되고, 그 상승된 배기가스를 이용하여 매연을 태워 제거시킨다.Since the amount of fuel to be injected is constant, the calorific value of the fuel supplied through the combustion reaction is fixed. The calorific value is injected through the
매연저감장치(120, Diesel Particulate Filter, DPF)는 엔진의 배기 매니폴드에 장착되어 매연(Particulate Matter, PM)을 포집한다. 매연저감장치(120)가 장착되는 배기 매니폴드는 엔진의 배기구에 연결되는 구성품으로 연소된 배기가스를 모아 배기 파이프를 통해 배출하는 장치이다. 매연저감장치(120)는 포집된 매연의 양을 측정하여 적절한 시간에 재생을 시켜주는 것이 중요하다.A diesel particulate filter (DPF) 120 is mounted on the exhaust manifold of the engine to collect particulate matter (PM). The exhaust manifold to which the particulate
매연저감장치(120)는 다공질의 세라믹으로 구성한 벌집 형상의 촉매 필터를 이용해서 매연을 물리적으로 포집한다. 이렇게 포집된 매연은 일정한 조건이 만족되면 재생이라는 과정을 거치는데, 재생은 포집된 매연을 태워서 제거하는 과정을 의미한다.The
매연저감장치(120)는 매연이 배기 매니폴드에 과잉으로 포집할 경우에 배기가스의 온도를 높여 매연을 태워서 가스(기체)상태로 제거시키는 과정인 재생을 반복적으로 실시하여 유지보수를 한다. 매연저감장치(120)는 배기 매니폴드에 포집된 매연을 태워 제거하여 새로운 매연을 원활하게 포집시킨다.When the soot is excessively collected in the exhaust manifold, the
제어부(130)는 매연저감장치(120)에 대한 재생모드 진입시 엔진에서 배출하는 배기가스의 온도를 상승시키기 위해 스로틀 밸브(110)를 제어하여 엔진의 흡기량을 감소시킨다. 일반적으로 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)는 제어부(130)의 일종이다.The
제어부(130)는 아래에서 설명하게 되는 온도센서(140)에 의해 측정된 매연저감장치(120)의 온도에 기초하여 스로틀 밸브(110)의 개폐동작을 제어하여 엔진의 흡기량을 조절한다.The
제어부(130)는 매연저감장치(120)의 온도가 미리 설정된 재생 목표 온도까지 상승하도록 스로틀 밸브(110)를 제어하는 제 1 재생단계를 수행한다. 제 1 재생단계를 도입한 이유는 급속도로 배기가스를 가열하는 경우 발생하는 열응력을 감소시켜 매연저감장치(120)의 파손 가능성을 최소화하기 위함이다. 매연저감장치(120)의 재생 모드는 시작되면 재생 목표 온도까지 5분이상의 시간동안 천천히 가열한다.The
매연저감장치(120)의 미리 설정된 재생 목표 온도는 600~700℃로, 바람직하게는 650℃이다. 이는 재생 목표 온도가 650℃보다 낮으면 매연저감장치(120) 내 매연이 산화되지 않을 뿐더러 산화되어 가스(기체)상태로 변화하기 힘들며, 가스(기체)상태로 변화하더라도 그 반응속도가 매우 느려 많은 매연을 제거하는데 많은 시간이 소요된다.The predetermined regeneration target temperature of the
다르게 말하면, 매연저감장치(120)는 재생 목표 온도가 650℃에 이르게 되는 고온에서는 촉매가 더 활성화되어 매연들이 산화되면서 재로 변한다. 촉매는 자신을 변하지 않고 반응 대상 물질의 반응을 쉽게 일어나도록 도와 주는 물질이다. 자동차에 사용되는 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 3종류의 귀금속이 사용된다.In other words, at the high temperature at which the regeneration target temperature reaches 650 DEG C, the catalyst is further activated so that the soot is oxidized to ash. The catalyst is a substance that helps the reaction of the substance to be reacted easily without changing itself. Three kinds of precious metals such as platinum (Pt), palladium (Pd) and rhodium (Rh) are used as catalysts for automobiles.
제 1 재생단계는 미리 설정된 시간이 경과하고, 재생 목표 온도에 도달하였을 때 종료된다. 구체적으로 살펴보면, 제 1 재생단계는 도달된 650℃의 재생 목표 온도가 지속되면서 재생 시간 10분의 경과에 따라 종료되면서 제 2 재생단계로 진입된다.The first regeneration step ends when a preset time has elapsed and the regeneration target temperature has been reached. Specifically, in the first regeneration step, the regeneration target temperature of 650 ° C is maintained, and the regeneration is terminated according to the elapse of the regeneration time of 10 minutes to enter the second regeneration step.
제어부(130)는 제 1 재생단계 이후에 매연저감장치(120)의 온도가 재생 목표 온도를 유지하도록 스로틀 밸브(110)를 제어하는 제 2 재생단계를 수행한다. 제 1 재생단계로부터 진입한 제 2 재생단계는 배기 매니폴드에 포집된 매연을 가스(기체)상태로 재생시킨다. 제 2 재생단계의 진입 여부는 재생 목표 온도의 지속과 재생 진행 시간에 따라 결정된다.The
제 2 재생단계는 미리 설정된 시간이 경과하거나, 매연저감장치(120)의 매연 포집량이 미리 설정된 양 이하로 되었을 때 종료된다. 구체적으로 살펴보면, 제 2 재생단계는 도달된 650℃의 재생 목표 온도가 15분이상 재생 시간이 지속되거나 매연 포집량이 2g이하이면 종료된다.The second regeneration step is terminated when a predetermined time has elapsed or when the amount of soot collected by the
제 2 재생단계는 제 2 재생단계가 종료되면 재생 시간이 초기화로 설정되어 다음 제 1 재생단계에서의 재생 모드시 재생 시작 시간으로 사용된다. 이는 재생 시작을 동일한 재생 시간인 '0'시간으로 제공하기 위함이다.In the second reproduction step, when the second reproduction step ends, the reproduction time is set to the initialization and is used as the reproduction start time in the reproduction mode in the next first reproduction step. This is to provide start of playback at the same playback time '0' time.
제어부(130)는 재생 목표 온도를 매연저감장치(120)의 입구에서 온도센서(140)로부터 측정된 온도값을 판단 후 분사연료의 압력, 분사시기, 흡기량을 제어한다. 이런 포집과 재생과정은 제어부(130)가 판단하여 모든 과정이 자동으로 수행된다.The
온도센서(140)는 매연저감장치(120)의 온도를 측정한다. 온도센서(140)는 매연저감장치(120)의 전/후에 장착되되, 바람직하게는 매연저감장치(120)의 입구에 장착되어 매연저감장치(120)를 지나는 전/후의 온도를 측정한다. 측정한 전/후의 온도를 통해 제어부(130)는 엔진 및 관련장치를 제어해서 포집된 매연을 제거한다.The
온도센서(140)는 기관온도, 공기온도, 연료온도 등을 측정하는데 주로 사용한다. 온도센서(140)의 내부는 NTC-반도체 저항이 설치되어 있으며, NTC-저항은 온도가 상승함에 따라 저항값이 낮아지는 성질이 있다.The
온도센서(140)는 매연저감장치(120)의 입구의 온도에 따라 전기적 저항을 바꾸고, 이를 통해 제어부(130)는 지시용 경고등을 점등하거나 바늘의 움직임을 제어한다.The
압력센서(150)는 매연저감장치(120)의 전/후의 압력을 측정한다. 압력센서(150)는 매연저감장치(120)의 전/후에 장착되되, 온도센서(140)와 같이 매연저감장치(120)의 입구에 장착되어 매연저감장치(120)를 지나는 전/후의 압력을 측정한다. 측정한 전/후의 압력을 이용하여 제어부(130)는 엔진 및 관련장치를 제어해서 포집된 매연을 제거한다.The
매연저감장치(120)에 대한 재생모드는 압력센서(150)에 의해 측정된 매연저감장치(120)의 전/후의 압력 차이가 미리 설정된 차압 이상일 때 진입된다. 차압을 측정하고 일정 차압 이상이 되면 엔진의 상태를 제어하는 제어부(130) 또는 제어부(130)의 일종인 전자제어장치(ECU)에서 재생 모드 진입을 한다.The regeneration mode for the
압력센서(150)는 주행거리 및 시뮬레이션과 함께 재생시기의 기준으로, 이 기준이 지속적으로 충적되지 않아 재생을 거치지 않게 되면, 결국 고장이 나는 것이다. 재생은 다르게 표현해서 매연저감장치가 자기 청정 기능을 수행한다고도 말한다.The
압력센서(150)는 가장 우선적으로 사용되는 조건이며, 매연의 포집량을 매연저감장치의 전/후의 압력차를 확인한다. 압력센서(150)는 매연이 촉매에 많이 포집되면 할수록 공기흐름이 막히면서 압력차가 커지게 되는데, 이를 측정해 제어부(130)에 전달한다.The
도 2는 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 시스템의 재생 파형을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing the regenerative waveform of the soot reduction apparatus regeneration system according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 재생 파형을 나타내는 그래프는 X축은 재생 시간을, Y축은 재생 온도를 의미한다.As shown in FIG. 2, in the graph showing the reproduction waveform, the X-axis represents the reproduction time and the Y-axis represents the reproduction temperature.
시작점인 '0'시간에서 상부방향으로 재생 목표 온도까지 상승하되, 't1'의 시간 동안 바람직하게는 5분 이상동안 상승한다. 시작점 '0'시간에서 't1'시간으로 상승하는 재생 목표 온도는 600~700℃이나 바람직하게는 650℃로, 도면을 기준으로 오른쪽방향으로 경사지게 상승되는 것으로, 이는 매연저감장치(120)의 충격을 완화시키기 위함이다. 이후, 't1'의 재생 시간동안 상승된 온도는 't2'의 시간, 약 10분 동안 유지된다. The temperature rises to the regeneration target temperature in the upward direction at the starting point '0' time, preferably for 5 minutes or more during the time of 't1'. The regeneration target temperature which rises from the starting point '0' time to 't1' time is elevated to 600 to 700 ° C., preferably 650 ° C., to the right with reference to the drawing, . Thereafter, the temperature elevated during the regeneration time of 't1' is maintained for the time of 't2', about 10 minutes.
시작점 '0'에서 't1'을 지나 't2'시간은 제 1 재생단계로 매연을 태우기 위한 단계이다. 제 1 재생단계의 재생 시간이 10분이 경과하는 't2'시간에서 't3'시간, 약 15분 동안 동일한 재생 온도로 유지된다. The time 't2' from the starting point '0' to 't1' is a step for burning the soot into the first regeneration step. The regeneration time of the first regeneration step is maintained at the same regeneration temperature for a period of from t2 to t3 for about 15 minutes.
't2'에서 't3'시간은 제 2 재생단계로 매연이 태워 제거되는 단계이다. 't3'에서 't4'시간은 제 2 재생단계의 종료 단계로, 재생 온도가 도면을 기준으로 오른쪽방향으로 경사지게 하락한다.The time from 't2' to 't3' is the second regeneration stage where the soot is burned and removed. 't3' to 't4' is the ending stage of the second regeneration step, and the regeneration temperature is inclined downward in the right direction with respect to the drawing.
도 3은 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 방법의 일 실시예의 순서도이다.3 is a flowchart of an embodiment of a method for regenerating a soot reduction apparatus according to the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 매연저감장치 재생 방법(S100)은, 스로틀 밸브(110)에서 엔진의 흡기구에 장착되는 단계(S110)와, 매연저감장치(120)에서 엔진의 배기 매니폴드에 장착되어 매연(Particulate Matter, PM)을 포집하는 단계(S120) 및 제어부(130)에서 매연저감장치(120)에 대한 재생모드 진입시 엔진에서 배출하는 배기가스의 온도를 상승시키기 위해 스로틀 밸브(110)를 제어하여 엔진의 흡기량을 감소시키는 단계(S130)를 포함한다.A method (S100) for regenerating a soot reduction apparatus according to an embodiment of the present invention includes a step S110 of mounting a
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 매연저감장치 재생 방법(S100)은, 온도센서(140)에서 매연저감장치(120)의 온도를 측정하기 위한 단계(S140) 그리고 압력센서(150)에서 매연저감장치(120)의 전/후의 압력을 측정하기 위한 단계(S150)를 각각 더 포함한다.The method for regenerating the soot reduction apparatus S100 according to an embodiment of the present invention may further include a step S140 for measuring the temperature of the
도 4는 본 발명에 따른 매연저감장치 재생 방법(S100)의 일 실시예의 흐름도이다.4 is a flowchart of an embodiment of a method for regenerating a soot reduction apparatus S100 according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 매연저감장치 재생 방법을 살펴보면, 우선, 매연저감장치(120)에 포집된 매연의 재생을 시작하고(S5), 스로틀 밸브(110)를 통해 미리 설정된 재생 목표 온도까지 배기가스를 상승시킨다(S10). 그런 다음 미리 설정된 재생 목표 온도에 도달했는지를 확인하되(S15), 만약에 미리 설정된 재생 목표 온도에 도달하지 못하였을 경우에 스로틀 밸브(110)의 개방을 통해 배기가스를 상승시킨다(S10). 그리고, 도달된 재생 목표 온도가 미리 설정된 재생 시간까지 유지되고(S20), 매연저감장치(120)에 포집된 매연이 재생으로 제거된다(S25). 제거된 매연의 포집량이 미리 설정된 양 이하인지 확인하되(S30), 만약에 매연의 포집량이 미리 설정된 양 이하에 미치지 못하였을 경우에 재생 시간을 늘린다(S25). 마지막으로, 매연저감장치(120)의 재생 종료(S35)되는 것이다.
As shown in FIG. 4, the method for regenerating the soot reducing apparatus starts with the regeneration of the soot collected in the soot reducing apparatus 120 (S5), and then, through the
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
One embodiment of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
100 : 매연저감장치 재생 시스템
110 : 스로틀 밸브
120 : 매연저감장치
130 : 제어부
140 : 온도센서
150 : 압력센서100: Smoke reduction device regeneration system 110: Throttle valve
120: Smoke reduction device 130:
140: Temperature sensor 150: Pressure sensor
Claims (7)
상기 엔진의 배기 매니폴드에 장착되어 매연을 포집하는 매연저감장치;
상기 매연저감장치에 대한 재생모드 진입시 상기 엔진에서 배출하는 배기가스의 온도를 상승시키기 위해 상기 스로틀 밸브를 제어하여 상기 엔진의 흡기량을 감소시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 매연저감장치 재생 시스템.
A throttle valve mounted on an intake port of the engine;
A soot reducing device mounted on an exhaust manifold of the engine to collect soot;
And a controller for controlling the throttle valve to decrease the intake air amount of the engine to raise the temperature of the exhaust gas discharged from the engine upon entering the regeneration mode for the exhaust gas recirculation device.
상기 매연저감장치의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 측정된 상기 매연저감장치의 온도에 기초하여 상기 스로틀 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 매연저감장치 재생 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the diesel particulate filter,
Wherein the control unit controls the throttle valve based on the temperature of the particulate reduction device measured by the temperature sensor.
상기 제어부는,
상기 매연저감장치의 온도가 미리 설정된 재생 목표 온도까지 상승하도록 상기 스로틀 밸브를 제어하는 제 1 재생단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 매연저감장치의 재생 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein,
And the throttle valve control means controls the throttle valve so that the temperature of the diesel particulate filter is raised to a preset regeneration target temperature.
상기 제어부는,
상기 제 1 재생단계 이후에 상기 매연저감장치의 온도가 상기 재생 목표 온도를 유지하도록 상기 스로틀 밸브를 제어하는 제 2 재생단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 매연저감장치의 재생 시스템.
The method of claim 3,
Wherein,
And a second regeneration step of controlling the throttle valve so that the temperature of the diesel particulate filter is maintained at the regeneration target temperature after the first regeneration step.
상기 제 1 재생단계는,
미리 설정된 시간이 경과하고, 상기 재생 목표 온도에 도달하였을 때 종료되는 것을 특징으로 하는 매연저감장치의 재생 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the first reproducing step comprises:
Wherein the predetermined period of time elapses when a predetermined time has elapsed and the regeneration target temperature has been reached.
상기 제 2 재생단계는,
미리 설정된 시간이 경과하거나 상기 매연저감장치의 매연 포집량이 미리 설정된 양 이하로 되었을 때 종료되는 것을 특징으로 하는 매연저감장치의 재생 시스템.
5. The method of claim 4,
The second reproduction step may include:
And when the predetermined time has elapsed or when the amount of soot collected by the diesel particulate filter has become equal to or less than a preset amount, the regeneration system of the diesel particulate filter.
상기 매연저감장치의 전/후의 압력을 측정하기 위한 압력센서를 더 포함하고,
상기 매연저감장치에 대한 재생모드는 상기 압력센서에 의해 측정된 상기 매연저감장치의 전/후의 압력 차이가 미리 설정된 차압 이상일 때 진입되는 것을 특징으로 하는 매연저감장치의 재생 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a pressure sensor for measuring the pressure before and after the smoke elimination apparatus,
Wherein the regeneration mode for the diesel particulate filter is entered when the pressure difference before / after the diesel particulate filter measured by the pressure sensor is equal to or greater than a preset differential pressure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140099895A KR20160016230A (en) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | Diesel particulate filter regeneration system |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020140099895A KR20160016230A (en) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | Diesel particulate filter regeneration system |
Publications (1)
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KR20160016230A true KR20160016230A (en) | 2016-02-15 |
Family
ID=55357011
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KR (1) | KR20160016230A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102207865B1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-01-26 | 한국자동차연구원 | Exhaust gas reduction apparatus for engine using CNG-diesel mixed fuel and diesel vehicle including same |
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2014
- 2014-08-04 KR KR1020140099895A patent/KR20160016230A/en active Search and Examination
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