KR20180029678A - Exhaust gas purification device of vehicle and control method thereof - Google Patents
Exhaust gas purification device of vehicle and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180029678A KR20180029678A KR1020160118072A KR20160118072A KR20180029678A KR 20180029678 A KR20180029678 A KR 20180029678A KR 1020160118072 A KR1020160118072 A KR 1020160118072A KR 20160118072 A KR20160118072 A KR 20160118072A KR 20180029678 A KR20180029678 A KR 20180029678A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- exhaust gas
- twc
- ehc
- catalyst
- nsr catalyst
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0835—Hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/101—Three-way catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 차량의 배기정화장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 냉시동시에 탄화수소(HC) 트랩(Trap) 촉매로부터 탄화수소가 탈리되기 시작하는 시점에 에어를 분사하고, EHC(Electrically Heated Catalyst) TWC(Three Way Catalyst)/NSR(NOx Storage Reduction) 촉매에서 탄화수소를 산화시켜 생성된 환원 가스를 이용하여 EHC TWC/NSR에 흡착된 질소 산화물(NOx)을 정화시킴으로써, 차량의 냉시동시에 배기 유해 성분을 효과적으로 저감하도록 한 차량의 배기정화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an exhaust purification apparatus for a vehicle and a control method thereof, and more particularly, to an exhaust purification apparatus and a control method thereof for an EHC (Electrically Controlled) Heated Catalyst By purifying nitrogen oxides (NOx) adsorbed on EHC TWC / NSR using reducing gas generated by oxidation of hydrocarbons in TWC (Three Way Catalyst) / NSR (NOx Storage Reduction) catalyst, And more particularly, to an exhaust purification apparatus for a vehicle and a control method therefor.
일반적으로 차량은 엔진을 이용하여 연료를 연소해서 차량의 구동에 필요한 동력을 만들고 있다. 엔진을 이용한 연료의 연소 과정에는 필연적으로 연소가스가 발생되고, 이러한 연소가스(배기가스)는 배기장치를 통해 대기 중으로 방출되고 있다.Generally, a vehicle uses an engine to burn fuel, thereby generating power necessary for driving the vehicle. Combustion gas is inevitably generated in the combustion process of the fuel using the engine, and such combustion gas (exhaust gas) is released to the atmosphere through the exhaust device.
최근 들어 지구 환경에 대한 관심이 커지면서 차량으로부터 배출되는 배기가스에 함유된 유해 물질을 저감하기 위해 많은 연구와 개발이 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, as the interest in the global environment has increased, many researches and developments are under way to reduce harmful substances contained in exhaust gas emitted from vehicles.
특히 차량에 사용되고 있는 디젤 엔진 혹은 가솔린 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에는 지구 환경에 특히 유해한 입자상 물질(particle material)과 질소 산화물(NOx) 등을 저감하기 위해 많은 노력들이 기울어지고 있다.Particularly, exhaust gas discharged from a diesel engine or a gasoline engine used in a vehicle is making a lot of efforts to reduce particulate matter and nitrogen oxides (NOx), which are particularly harmful to the global environment.
상기 입자상 물질과 질소 산화물 등과 같은 배기 가스에 함유된 유해한 물질들을 저감하기 위해 통상적으로 필터와 촉매를 이용하고 있는 데, 그 일례로서 삼원 촉매(TWC; Three Way Catalyst)는 배기 가스의 온도가 400℃ 이상일 경우에 엔진으로부터 배출되는 탄소수소(HC)와, 일산화탄소(CO), 질소산화물 등과 같은 인체에 유해한 물질을 거의 완벽하게 정화시키지만, 차량의 냉시동 구간에서는 정화 성능이 저하되어 다량의 유해 물질을 배출하게 되는 단점이 있다.In order to reduce harmful substances contained in the exhaust gas such as particulate matter and nitrogen oxides, a filter and a catalyst are usually used. As an example thereof, a Three Way Catalyst (TWC) (HC) and carbon monoxide (CO), nitrogen oxides, and the like, which are discharged from the engine, are substantially completely cleaned. However, in the cold starting period of the vehicle, the purification performance is deteriorated and a large amount of harmful substances There is a disadvantage that it is discharged.
차량의 냉시동 구간에서 배기가스의 유해 물질을 저감하기 위해 엔진에 보다 가까운 위치에 촉매 컨버터를 장착하여, 촉매 컨버터의 워밍 업 속도를 올리는 방법을 사용하고 있었지만, 이 방법은 차량의 연비를 악화시키는 단점이 있었다.A method of increasing the warming-up speed of the catalytic converter by mounting a catalytic converter at a position closer to the engine in order to reduce the harmful substances of the exhaust gas in the cold start period of the vehicle has been used. However, There were disadvantages.
최근에는 탄화수소(HC) 트랩(Trap) 촉매와 NSR(NOx Storage Reduction) 촉매를 접목한 시스템이 주목받고 있는 바, 탄화수소(HC) 트랩(Trap) 촉매는 삼원 촉매(TWC)의 워밍 업이 끝나는 시점에서 탄화수소를 탈리하여 처리하고자 적용하는 기술로서 보통 제오라이트(Zeolite)계 물질을 사용하며, 150 ~ 250 ℃의 온도 범위까지 탄화수소를 흡착하는 성질을 가지고 있다.Recently, a system combining a hydrocarbon (HC) trap catalyst and an NSR (NOx Storage Reduction) catalyst has been attracting attention, and a hydrocarbon (HC) trap catalyst has been developed at the time when the warm- (Zeolite) is used to remove hydrocarbons from hydrocarbons and to adsorb hydrocarbons to a temperature range of 150 to 250 ° C.
NSR은 엔진의 린(Lean) 운전 조건에서 질소산화물을 저장하는 특성을 가지며, 람다(공연비) = 1 에서 질소산화물을 탈리하여 화원제로 정화하는 촉매이다.The NSR has a characteristic of storing nitrogen oxides under the lean operation condition of the engine, and is a catalyst for desorbing nitrogen oxides at a lambda (air-fuel ratio) = 1 and purifying them with a gasifier.
상기 탄화수소(HC) 트랩(Trap) 촉매와 NSR(NOx Storage Reduction) 촉매의 장착 위치는 재료의 내구성과 사용 온도를 고려할 때에 언더 플로어(차체 바닥 패널)에 장착하는 것이 바람직하다. 그러나, NSR이 정상적으로 작동하기 위해서는 200℃ 이상의 온도가 필요하지만, 상기 서술한 바와 같이 NSR은 언더 플로어 장착되어 조기에 워밍 업되지 못함에 따라 차량의 냉시동 구간에서는 정상적인 기능을 발휘하지 못하는 단점이 있었다.It is preferable to mount the hydrocarbon (HC) trap catalyst and the NSR (NOx Storage Reduction) catalyst on the underfloor (the vehicle body bottom panel) in consideration of the durability of the material and the use temperature. However, in order for the NSR to operate normally, a temperature of 200 DEG C or more is required. However, as described above, the NSR is not equipped with an underfloor and can not be warmed up early, .
이에, 탄화수소(HC) 트랩(Trap) 촉매와 NSR(NOx Storage Reduction) 촉매들을 조합한 촉매 시스템이 차량의 냉시동 구간에서도 정상적으로 제기능을 발휘하도록 하여 배기가스의 유해 물질을 저감할 필요가 있었다.Accordingly, it has been necessary to reduce the harmful substances of the exhaust gas by allowing the catalyst system combining the hydrocarbon (HC) trap catalyst and the NSR (NOx Storage Reduction) catalyst to perform normally in the cold start period of the vehicle.
본 발명의 실시 예는, 차량의 냉시동시에 탄화수소 트랩 촉매로부터 탄화수소가 탈리되기 시작하는 시점에 에어를 분사하고, EHC TWC/NSR 촉매에서 탄화수소를 산화시켜 생성된 환원 가스를 이용하여 EHC TWC/NSR에 흡착된 질소 산화물을 정화시킴으로써, 차량의 냉시동시에 배기 유해 성분을 효과적으로 저감하도록 한 차량의 배기정화장치요소수용액 저장탱크에서 발생하는 암모니아 가스의 외부 누출을 원천적으로 방지하여 차량의 상품성을 향상시키고, 주변 환경 오염을 예방할 수 있도록 한 차량의 배기정화장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, air is injected at the time when hydrocarbon starts to be desorbed from the hydrocarbon trap catalyst at the same time as the vehicle is cold, and EHC TWC / NSR catalyst is oxidized by using a reducing gas generated by oxidizing hydrocarbons in the EHC TWC / By purifying the adsorbed nitrogen oxides, it is possible to prevent leakage of the ammonia gas from the ammonia gas generated in the aqueous solution storage tank of the exhaust gas purifying device of the vehicle that effectively reduces exhaust harmful components at the same time as the vehicle is cold, An exhaust purification apparatus for a vehicle and a control method thereof for preventing environmental pollution.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 배기정화장치는, 배기 가스가 유동하는 배기 파이프에 설치되어 상기 배기 가스 중의 탄화수소를 흡착 및 탈리시키는 탄화수소 트랩 촉매; 상기 배기 가스의 유동 경로 중에서 상기 탄화수소 트랩 촉매보다 하류에 상기 배기 파이프에 설치되어 질소산화물을 흡착하고, 가열 장치가 내장된 EHC TWC/NSR 촉매; 및 상기 배기 가스의 유동 경로 중에서 상기 탄화수소 트랩 촉매보다 상류에 상기 배기 파이프에 설치되어, 상기 배기 파이프 내부로 에어를 분사하는 에어 인젝터를 포함할 수 있다.An exhaust purification apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: a hydrocarbon trap catalyst installed in an exhaust pipe through which exhaust gas flows to adsorb and desorb hydrocarbons in the exhaust gas; An EHC TWC / NSR catalyst installed in the exhaust pipe downstream of the hydrocarbon trap catalyst in a flow path of the exhaust gas to adsorb nitrogen oxides and incorporating a heating device; And an air injector installed in the exhaust pipe upstream of the hydrocarbon trap catalyst in the flow path of the exhaust gas and injecting air into the exhaust pipe.
엔진의 시동 상태에 따라 상기 에어 인젝터에 에어 분사를 위한 제어 신호를 인가하고, 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 전원을 선택적으로 공급하는 ECU가 더 구비될 수 있다.And an ECU for selectively supplying power to the EHC TWC / NSR catalyst by applying a control signal for air injection to the air injector according to the starting state of the engine.
상기 ECU는 운전자의 운전 의지를 판단하고, 운전 의지가 판단된 경우에, 냉각수 온도를 감지하며, 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 경우에 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 전원이 공급되게 할 수 있다.The ECU senses the cooling water temperature when the driver's will is determined, and when the cooling water temperature is below the predetermined temperature, the EHC TWC / NSR catalyst can be supplied with power.
상기 소정 온도는 80℃ 이하일 수 있다.The predetermined temperature may be 80 DEG C or less.
상기 운전자의 운전 의지 판단은, 브레이크 페달의 조작 여부, 혹은 시동 키 삽입여부, 또는 안전벨트 착용 여부, 혹은 이들의 조합에 의해 이루어질 수 있다.The driver's will determination may be made by whether the brake pedal is operated, whether the ignition key is inserted, whether the seat belt is worn, or a combination thereof.
상기 ECU의 전원 공급에 의해 상기 EHC TWC/NSR 촉매가 200℃ 이하까지 온도가 상승되게 제어될 수 있다.The temperature of the EHC TWC / NSR catalyst may be controlled to be raised to 200 ° C or lower by the power supply of the ECU.
상기 ECU에 의한 상기 에어 인젝터의 제어 신호 인가는, 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 전원 공급을 차단한 이후에 이루어질 수 있다.The control signal application of the air injector by the ECU may be performed after the power supply to the EHC TWC / NSR catalyst is cut off.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량의 재기정화장치 제어방법은, 운전자의 운전 의지를 판단하는 단계; 엔진의 냉각수 온도를 감지하여 소정 온도 이하인지를 판단하는 냉각수 온도판단단계; 냉각수 온도판단단계에서 판단한 냉각수 온도가 소정 온도 이하인 경우에 EHC TWC/NSR 촉매에 전원을 공급하는 단계; 상기 EHC TWC/NSR 촉매의 온도를 감지하는 단계; 상기 EHC TWC/NSR 촉매의 온도가 소정 온도 이상인 경우에 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 공급하고 있는 전원을 차단하는 단계; 탄화수소 트랩 촉매의 상류의 배기 파이프에 에어를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a vehicle re-purifier, including: determining a driver's intention to drive; A cooling water temperature determination step of determining a cooling water temperature of the engine and determining whether the cooling water temperature is lower than a predetermined temperature; Supplying power to the EHC TWC / NSR catalyst when the cooling water temperature determined in the cooling water temperature determination step is lower than a predetermined temperature; Sensing the temperature of the EHC TWC / NSR catalyst; Shutting off the power supply to the EHC TWC / NSR catalyst when the temperature of the EHC TWC / NSR catalyst is above a predetermined temperature; And injecting air into the exhaust pipe upstream of the hydrocarbon trap catalyst.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 배기정화장치 및 그 제어방법에 의하면, EHC TWC/NSR 촉매를 이용하여 빠른 시간 안에 EHC TWC/NSR에 내장된 TWC/NSR 촉매를 활성화시키고, 엔진 시동과 동시에 탄화수소 트랩 촉매와, 활성화된 TWC/SCR를 이용하여, 탄화수소와 질소산화물을 흡착한 후에, 탄화수소 트랩의 온도 상승으로 인해 탄화수소가 탈리되는 시점에 에어를 분사해서, TWC/SCR 상에서 탄화수소를 산화시켜 생성된 환원 가스를 이용하여 흡착된 질소산화물을 정화시킴으로써, 차량의 냉시동시에 배기가스의 유해 성분을 효과적으로 저감할 수 있다. According to the exhaust purification apparatus and control method for a vehicle according to the embodiment of the present invention, the TWC / NSR catalyst built in the EHC TWC / NSR is activated in a short period of time using the EHC TWC / NSR catalyst, After trapping hydrocarbons and nitrogen oxides using a trap catalyst and activated TWC / SCR, air is sprayed at the point where the hydrocarbon is desorbed due to the temperature rise of the hydrocarbon trap, resulting in oxidation of hydrocarbons on the TWC / By purifying the adsorbed nitrogen oxide using the reducing gas, the harmful components of the exhaust gas can be effectively reduced at the same time as the vehicle is cold.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 배기정화장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량의 배기정화장치의 제어 방법의 순서도이다.1 is a configuration diagram of an exhaust purification apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a control method of an exhaust purification apparatus for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 배기정화장치는, 차량의 엔진에서 연료의 연소 과정에 발생된 배기 가스를 엔진의 외부로 유도하는 배기 파이프(10)에 설치될 수 있다.1, an exhaust purification apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention may be installed in an
엔진으로부터 배출된 배기 가스가 유입되는 배기 파이프(10)의 상류 부위에는 WCC(WORM-UP CATALYST CONVERTER; 20)가 설치되어, 배기 가스를 1차적으로 정화시킬 수 있다.A WCC (WORM-UP CATALYST CONVERTER) 20 is installed upstream of the
배기 파이프(10)의 배기 가스 유동 경로상에서 WCC(20)보다 하류 부위에는 탄화수소(HC) 트랩(Trap) 촉매(30)가 설치될 수 있다.A hydrocarbon (HC)
배기 파이프(10)의 배기 가스 유동 경로상에서 탄화수소 트랩촉매(30) 보다 하류 부위에는 EHC TWC/NSR 촉매(40)가 설치될 수 있다.The EHC TWC / NSR
EHC(Electrically Heated Catalyst) TWC(Three Way Catalyst)/NSR(NOx Storage Reduction) 촉매(40)는 촉매 캔의 내부에 전기적인 가열 장치가 내장된 촉매로서, TWC와 NSR이 촉매 캔에 내장되어 있으며, 전원을 공급하면 발열이 일어나서 TWC와 NSR을 가열하게 되어 있다.EHC (Electrically Heated Catalyst) TWC (Three Way Catalyst) / NSR (NOx Storage Reduction)
배기 파이프(10)의 배기 가스 유동 경로상에서 탄화수소 트랩촉매(30) 보다 상류 부위에는 에어를 배기 파이프(10)의 내부로 분사해서 공급하는 에어 인젝터(50)가 설치될 수 있다.An
에어 인젝터(50)의 분사 시기를 조절하기 위해 에어 인젝터(50)의 제어장치로서 ECU(Engine Control Unit)가 에어 인젝터(50)에 연결될 수 있다.An engine control unit (ECU) may be connected to the
또한 ECU는 EHC TWC/NSR 촉매(40)의 가열을 위한 전원을 선택적으로 공급하기 위해 EHC TWC/NSR 촉매(40)와 접속될 수 있다.The ECU may also be connected to the EHC TWC / NSR
이와 더불어 ECU는 운전자의 운전 의지를 판단하기 위해 각종 센서(60), 예를 들면 브레이크 페달 조작감지센서, 키 삽입 감지센서 혹은 안전벨트 착용 감지센서들과 접속될 수 있고, 엔진 냉각수 온도를 감지하기 위해 냉각수 온도 감지센서와 접속될 수 있다.In addition, the ECU can be connected to
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 배기 정화장치의 제어순서를 도시하는 도 2를 참조하면, 운전자가 차량을 시동하기 위해 브레이크 페달을 밟거나, 시동 키를 삽입하거나 혹은 안전벨트를 착용할 경우에, ECU는 이를 센서(60)를 통해 감지하여, 운전자의 운전 의지를 감지하게 된다.2 showing the control procedure of the exhaust purification apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention constructed as above, a driver depresses a brake pedal, inserts a starter key, In case of wearing, the ECU senses this through the
상기와 같이 ECU가 운전자의 운전 의지를 감지하면, ECU는 엔진의 냉각수 온도가 80℃ 이하인지 여부를 센서(60)를 통해 감지한다.When the ECU senses the driving intention of the driver as described above, the ECU senses through the
차량의 시동시에 엔진의 냉각수 온도가 80℃ 이하인 경우는, 차량을 장시간 운행하지 않았거나 혹은 동절기에 차량을 운행할 경우에, 차량이 냉시동되는 경우를 말한다.When the engine coolant temperature is 80 캜 or less at the time of starting the vehicle, it means that the vehicle is cold-started when the vehicle is not operated for a long time or when the vehicle is operated during the winter season.
차량이 냉시동될 경우에는 배기정화장치가 충분히 워밍 업되지 않은 상태이므로 원활하게 작동되지 않게 된다.When the vehicle is cold-started, the exhaust purifying device is not sufficiently warmed up, so that the exhaust purifying device can not be operated smoothly.
따라서, 본 발명에서는 배기정화장치가 원활하게 작동될 수 있도록 배기정화장치를 적절히 예열하게 된다.Accordingly, in the present invention, the exhaust purifying device is suitably preheated so that the exhaust purifying device can be smoothly operated.
즉, ECU는 EHC TWC/NSR 촉매(40)에 전원을 공급하여 EHC TWC/NSR 촉매(40)에 내장된 TWC/NSR 촉매를 가열하게 되는 데, 바람직하기로는 EHC TWC/NSR 촉매(40)의 온도가 약 200℃될 때까지 ECU는 EHC TWC/NSR 촉매(40)에 계속해서 전원을 공급하여 EHC TWC/NSR 촉매(40)를 가열한다.That is, the ECU supplies power to the EHC TWC / NSR
EHC TWC/NSR 촉매(40)의 온도를 약 200℃까지 상승시킨 후에는 ECU는 EHC TWC/NSR 촉매(40)에 전원 공급을 중단하고, 이 후에는 배기 가스에 의해 EHC TWC/NSR 촉매(40)가 가열되도록 하여, EHC TWC/NSR 촉매(40)의 가열 에너지를 가능한 한 최소한으로 사용한다.After raising the temperature of the EHC TWC / NSR
이에 따라 엔진이 시동되고 나서 약 20초 이내의 냉시동 구간에서는 발생하는 탄화수소(HC)와 질소산화물(NOx)을 탄화수소 트랩 촉매(30)와 EHC TWC/NSR 촉매(40)로 흡장한 후에, 엔진 시동후 약 20초 이후에는 탄화수소 트랩 촉매(30)의 온도가 대략 200~250℃까지 상승하게 되는 데, 이 시점에서 흡착되었던 탄화수소가 탈리의 시작되며, 이 때에 ECU는 에어 인젝터(50)에 제어신호를 인가하여 에어 인젝터(50)로부터 에어가 분사되게 한다.After storing the hydrocarbon (HC) and the nitrogen oxide (NOx) generated in the cold start section within about 20 seconds after the engine is started, the
그러면, EHC TWC/NSR 촉매(40)에서 탈리가 시작되는 탄화수소가 에어에 의해 산화되고, 이 때에 생성된 환원가스를 이용하여 EHC TWC/NSR 촉매(40)에서 흡착된 질소산화물(NOx)을 효과적으로 정화시키게 되는 것이다.Then, hydrocarbons starting to be desorbed in the EHC TWC /
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
10: 배기 파이프
20: WCC
30: 탄화수소 트랩 촉매
40: EHC TWC/NSR
50: 에어 인젝터
60: 센서10: Exhaust pipe
20: WCC
30: hydrocarbon trap catalyst
40: EHC TWC / NSR
50: Air injector
60: Sensor
Claims (11)
상기 배기 가스의 유동 경로 중에서 상기 탄화수소 트랩 촉매보다 하류에 상기 배기 파이프에 설치되어 질소산화물을 흡착하고, 가열 장치가 내장된 EHC TWC/NSR 촉매; 및
상기 배기 가스의 유동 경로 중에서 상기 탄화수소 트랩 촉매보다 상류에 상기 배기 파이프에 설치되어, 상기 배기 파이프 내부로 에어를 분사하는 에어 인젝터;
를 포함하는 차량의 배기정화장치.A hydrocarbon trap catalyst installed on an exhaust pipe through which exhaust gas flows to adsorb and desorb hydrocarbons in the exhaust gas;
An EHC TWC / NSR catalyst installed in the exhaust pipe downstream of the hydrocarbon trap catalyst in a flow path of the exhaust gas to adsorb nitrogen oxides and incorporating a heating device; And
An air injector installed in the exhaust pipe upstream of the hydrocarbon trap catalyst in a flow path of the exhaust gas to inject air into the exhaust pipe;
And an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas.
엔진의 시동 상태에 따라 상기 에어 인젝터에 에어 분사를 위한 제어 신호를 인가하고, 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 전원을 선택적으로 공급하는 ECU가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치.The method according to claim 1,
Further comprising an ECU for applying a control signal for air injection to the air injector according to a starting state of the engine and selectively supplying power to the EHC TWC / NSR catalyst.
상기 ECU는 운전자의 운전 의지를 판단하고, 운전 의지가 판단된 경우에, 냉각수 온도를 감지하며, 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 경우에 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 전원이 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치.3. The method of claim 2,
Wherein the EHC TWC / NSR catalyst is adapted to supply power to the EHC TWC / NSR catalyst when the cooling water temperature is below a predetermined temperature, .
상기 소정 온도는 80℃ 이하인 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치.3. The method of claim 2,
Wherein the predetermined temperature is 80 占 폚 or less.
상기 운전자의 운전 의지 판단은, 브레이크 페달의 조작 여부, 혹은 시동 키 삽입여부, 또는 안전벨트 착용 여부, 혹은 이들의 조합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치.3. The method of claim 2,
Wherein the driver's will determination is made by whether the brake pedal is operated, whether the ignition key is inserted, whether the seat belt is worn, or a combination thereof.
상기 ECU의 전원 공급에 의해 상기 EHC TWC/NSR 촉매가 200℃ 이하까지 온도가 상승되게 제어되는 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치.The method of claim 3,
And the temperature of the EHC TWC / NSR catalyst is controlled to be raised to 200 ° C or lower by power supply to the ECU.
상기 ECU에 의한 상기 에어 인젝터의 제어 신호 인가는, 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 전원 공급을 차단한 이후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치.3. The method of claim 2,
Wherein the control signal application of the air injector by the ECU is performed after power supply to the EHC TWC / NSR catalyst is cut off.
엔진의 냉각수 온도를 감지하여 소정 온도 이하인지를 판단하는 냉각수 온도판단단계;
냉각수 온도판단단계에서 판단한 냉각수 온도가 소정 온도 이하인 경우에 EHC TWC/NSR 촉매에 전원을 공급하는 단계;
상기 EHC TWC/NSR 촉매의 온도를 감지하는 단계;
상기 EHC TWC/NSR 촉매의 온도가 소정 온도 이상인 경우에 상기 EHC TWC/NSR 촉매에 공급하고 있는 전원을 차단하는 단계;
탄화수소 트랩 촉매의 상류의 배기 파이프에 에어를 분사하는 단계;
를 포함하는 차량의 배기정화장치 제어방법.Determining a driving intention of the driver;
A cooling water temperature determination step of determining a cooling water temperature of the engine and determining whether the cooling water temperature is lower than a predetermined temperature;
Supplying power to the EHC TWC / NSR catalyst when the cooling water temperature determined in the cooling water temperature determination step is lower than a predetermined temperature;
Sensing the temperature of the EHC TWC / NSR catalyst;
Shutting off the power supply to the EHC TWC / NSR catalyst when the temperature of the EHC TWC / NSR catalyst is above a predetermined temperature;
Injecting air into an exhaust pipe upstream of the hydrocarbon trap catalyst;
And a control unit for controlling the exhaust gas purifying apparatus.
상기 운전 의지 판단은, 브레이크 페달의 조작 여부, 혹은 시동 키 삽입여부, 또는 안전벨트 착용 여부, 혹은 이들의 조합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치 제어방법.9. The method of claim 8,
Wherein the driver's will determination is made by whether or not the brake pedal is operated, whether the ignition key is inserted, whether the seat belt is worn, or a combination thereof.
상기 냉각수 온도의 소정 온도는 80℃ 이하인 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치 제어방법.9. The method of claim 8,
Wherein the predetermined temperature of the cooling water temperature is 80 占 폚 or less.
상기 EHC TWC/NSR 촉매의 소정 온도는 200℃ 이상인 것을 특징으로 하는 차량의 배기정화장치 제어방법.9. The method of claim 8,
Wherein the predetermined temperature of the EHC TWC / NSR catalyst is 200 占 폚 or higher.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160118072A KR102383213B1 (en) | 2016-09-13 | 2016-09-13 | Exhaust gas purification device of vehicle and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160118072A KR102383213B1 (en) | 2016-09-13 | 2016-09-13 | Exhaust gas purification device of vehicle and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180029678A true KR20180029678A (en) | 2018-03-21 |
KR102383213B1 KR102383213B1 (en) | 2022-04-05 |
Family
ID=61900918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160118072A KR102383213B1 (en) | 2016-09-13 | 2016-09-13 | Exhaust gas purification device of vehicle and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102383213B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200054572A (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-20 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for purifying exhaust gas |
KR20230084851A (en) | 2021-12-06 | 2023-06-13 | 주식회사 현대케피코 | Control unit of EHC-based catalyst system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100326273B1 (en) * | 1999-03-04 | 2002-03-12 | 김덕중 | In-line adsorber having electrically heated catalyst and method of controlling the same |
JP2015081541A (en) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
-
2016
- 2016-09-13 KR KR1020160118072A patent/KR102383213B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100326273B1 (en) * | 1999-03-04 | 2002-03-12 | 김덕중 | In-line adsorber having electrically heated catalyst and method of controlling the same |
JP2015081541A (en) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200054572A (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-20 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for purifying exhaust gas |
KR20230084851A (en) | 2021-12-06 | 2023-06-13 | 주식회사 현대케피코 | Control unit of EHC-based catalyst system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102383213B1 (en) | 2022-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2665193C2 (en) | Methods of reducing toxicity of exhaust gases (versions) | |
US7631491B2 (en) | Method and system for passive regeneration of compression ignition engine exhaust filters | |
US8683781B2 (en) | Method for controlling an exhaust-gas aftertreatment device of a hybrid drive, and hybrid drive | |
US20100251698A1 (en) | Exhaust purification system for hybrid electric vehicle | |
JP4798511B2 (en) | NOx purification device diagnostic device | |
US7565799B2 (en) | Controlling lean NOx trap (LNT) catalyst performance | |
JP5383615B2 (en) | Warming up the aftertreatment burner system | |
US20160040569A1 (en) | Exhaust gas purifying filter, system and regenerating gasoline particulate filter, and method thereof | |
US9334821B2 (en) | Fuel injection control apparatus for engine | |
JP2010065581A (en) | Exhaust emission control system of internal combustion engine | |
JP2006242020A (en) | Exhaust emission control device | |
JP3870430B2 (en) | In-cylinder internal combustion engine | |
CN105804842A (en) | System for improving exhaust gas purifying performance of diesel hybrid electric vehicle | |
ES2156448T3 (en) | PROCEDURE FOR THE RECOGNITION OF ANOMALIES IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND IN THE POST-TREATMENT SYSTEM OF EXHAUST GASES THROUGH THE MEASUREMENT OF CONTAMINANT COMPONENTS CONTAINED IN THE EXHAUST GASES DURING THE COLD STARTING AND DURING MARCH. | |
KR102383213B1 (en) | Exhaust gas purification device of vehicle and control method thereof | |
JP6501065B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
JP2009167942A (en) | Exhaust emission control device | |
JP4507885B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2009121330A (en) | Catalyst poisoning determining method and device, and exhaust emission control method and device | |
JP2006112347A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
KR102072193B1 (en) | Exhaust gas treatment system comprising a catalytic particulate filter, and corresponding method | |
KR101459439B1 (en) | Catalytic converter of engine for vehicle and apparatus of purifying exhaust gas provided with the same | |
JP2004176636A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP4893493B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4001094B2 (en) | Control device for hybrid vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |