KR100571066B1

KR100571066B1 - ＮＯｘ 트랩을 위한 신규의 조절 방법

Info

Publication number: KR100571066B1
Application number: KR1019990023156A
Authority: KR
Inventors: 후윈노크-호아; 잘처로렌즈카.에프.; 스테터랄프
Original assignee: 독터. 인제니어.하.체.에프.포르쉐악티엔게젤샤프트; 바이에리쉬 모토렌 베르케 아게; 다임러크라이슬러 아게
Priority date: 1998-06-20
Filing date: 1999-06-19
Publication date: 2006-04-14
Also published as: EP0965734A3; KR20000006307A; US6134882A; DE59910881D1; JP2000027628A; EP0965734B1; EP0965734A2

Abstract

본 발명은 독일 특허 제196 53 756호에 따른 엔진용 NOx 트랩 작동 방법에 관한 것이다. 재생제의 양 또는 재생에 필요한 작업 사이클 수 결정시,재생제의 분배와 NOx 트랩 내에서 재생제가 유효하게 되는 사이의 시간 지연에 영향을 미치는 추가의 변수(벽 상의 연료막, 촉매 컨버터 내의 NOx 트랩 상류에서 결합된 산소량)가 고려되는 것이 제안된다.

엔진, 작업 사이클, 촉매 컨버터, 재생제, 분사 노즐

Description

ＮＯｘ 트랩을 위한 신규의 조절 방법 {NEW REGULATING STRATEGY FOR AN NOx TRAP}

도1은 본 발명에 따른 제어 장치를 구비한 엔진의 개략도.

본 발명은 독일 원특허 제196 53 756호에 따른 엔진용 NOx 트랩(trap) 작동방법에 관한 것이다.

독일 특허 제196 53 756호는 엔진의 각 작업 사이클을 기초로 하여 재생제 분배를 결정하는 제어 장치가 구비된 엔진용 NOx 트랩 작동 제어 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 재생제 분배를 고려하는 엔진용 NOx 트랩 작동 방법을 개선하는 것이다.

이런 목적으로, 재생제로서 연료 분배에 상응하는 재생에 필요한 작업 사이클 수 결정 시에, 재생제 분배와 NOx 트랩 내에서 재생제가 유효하게 되는 사이의 시간 지연에 영향을 미치는 추가의 변수가 고려된다. 이렇게, 재생을 위해 공급된 연료는 처음에는 재생을 위해 실제로는 사용할 수 없고, 오히려 엔진으로 향한 흡기관 벽 상에 연료막을 형성하고 NOx 트랩의 상류의 촉매 컨버터 내에서 또는 NOx 트랩 자체 내에서 결합 가능한 산소 공급을 감소시키는데 사용되는 점이 고려된다. 따라서 재생에 요구되는 작업 사이클 수 결정 시에 이러한 변수(벽 상의 연료막, 결합된 산소량)가 고려되는 것이 제안된다. 또는 본 발명에 의한 제어 장치를 이용하여 직접 연료 분사를 이용해서 연료를 연소실 내로 공급하는 것도, 즉, 벽 상에 연료막을 먼저 형성하지 않는 것도 가능하다. 다른 방안으로 또는 추가로, 본 발명에 따른 제어 장치 이용 시에 NOx 트랩의 상류에 위치한 촉매 컨버터를 이용하는 것도 제안되고, 촉매 컨버터는 촉매 컨버터 내에 저장 가능한 산소량을 고려하여 최소화된다. 가장 유익한 경우는 산소 저장 능력이 구비되지 않는 것이다.

본 발명은 디젤 엔진 및 가솔린 엔진에 모두 사용할 수 있다.

이하, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예에 의해 더 상세히 설명된다.

네 개의 실린더(2 내지 5)를 구비한 엔진(1)은 공기 흐름 센서(7)및 스로틀 센서(8)를 구비한 흡기 시스템(6)을 갖는다. 분사 밸브(9 내지 12)는 연료 분배를 위해 각각의 실린더(2 내지 5)의 이전에 배치된다. 또한, 크랭크축 센서(13) 또한 엔진에 구비된다.

엔진(1)은 배기 장치 측에서, 제 1실린더(2)를 위해 별도의 배기관(15)이 구비된 배기 가스 시스템(14)을 갖는다. 상기 별도의 배기관(15)은 NOx 트랩(16)에서 배기 시스템(14)의 다른 부분과 연결된다. 센서(17)는 NOx 트랩(16) 입구 영역에 위치되어, 배기 가스 내에서 과잉 산소를 결정한다. 종국적으로, 촉매 컨버터(18)는 NOx 트랩(16)의 하류에 연결된다.

제어 장치(19)는 공기 흐름 센서(6), 스로틀 센서(7), 크랭크축 센서(13), 및 센서(17)로부터 신호를 받는다. 제어 장치(19)는 분사 노즐(9 내지 12)을 통해 엔진(1)의 개별 실린더로의 연료 분배를 제어한다.

작동중 즉, 예를 들어 공회전 또는 전부하와 같은 최고 상태를 제외한 엔진(1)이 예열된 평상 작동에서, 연료 분배는 엔진(1)이 잉여 공기로 작동되는 방식으로 제어 장치(19)를 통해 실행된다. 이런 제 1작동 방식으로, NOx 트랩(16)은 배기 가스로부터 NOx를 흡수한다.

제어 장치(19)는 NOx 트랩(16) 내의 부하 제어를 위한 작업 사이클 수, 이 경우에는 엔진(1)의 연소 사이클 수를 검출한다. 도시되지 않은 엔진(1) 크랭크축의 1회전에 대해 2연소 사이클이 완결되며, 즉 2작업 사이클이 카운팅된다. 모든 실린더(2 내지 5)를 통해 카운팅되고 매 28작업 사이클마다, 제어 장치(19)는 제 1 실린더(2)에 공급되는 연료량을 증가시킴으로써, 다음의 작업 사이클 동안에 제1 실린더(2)가 잉여 연료 초과 상태로 작동되며, 비연소 연료는 격리된 배기관(15) 내로 유도된다. 상기 배기량은 혼합 없이 별도의 배기관(15)을 통해 NOx 트랩(16)으로 통과되며, 상기 NOx 트랩은 배기 가스 구성 성분의 농도 변화의 결과로 저장된 NOx를 방출한다. 이런 식으로 방출된 상기 NOx는 비연소 연료를 포함하여 촉매 컨버터(18) 내로 통과되어 촉매 컨버터 내에서 환원된다.

또한, 제어 장치(19)는 엔진에 장착된 엔진 온도 센서(20)의 신호를 검출한다. 제어 장치(19)는 상기 온도 신호 및 다른 엔진(1) 작동 변수에 의해, 공지된 방식으로, 분사 밸브(9 내지 12)의 하류 영역에서 흡기 시스템(6) 벽 상에 연료막 형성을 결정할 수 있다. 이 경우에서, 흡기 다기관(21)에서 제1 실린더(2)로 안내되는 제1 분사 밸브(9)를 통해 상술된 잉여 연료가 공급되는 것이 가장 중요하다. 그러나, 추가적으로 제공된 연료는 이미 상술된 바와 같이, 벽 상의 연료막 형성에 부분적으로 이용된다. 따라서, NOx 트랩(16)의 재생에 요구되는 연료량은 벽 상의 연료막 형성에 이용되는 양을 고려하여 항시 충분한 양이 배기관(15)으로 공급되는 방식으로, 제어 장치(19)는 분사 밸브(9)를 제어한다. 공급된 연료량 변경 대신에, 선택적으로 또는 추가적으로, 공급되는 연료량이 다음에 증가될 때까지 작업 사이클의 수가 변화될 수도 있다. 이런식으로, 작업 사이클 수의 감소는 공급된 연료량의 증가에 상응된다.

배기 가스 시스템(14)은 NOx 트랩(16) 상류에 위치된 제1 전방 촉매 컨버터(22)를 가지며, 별도의 전방 촉매 컨버터(23)가 별도의 배기관(15)을 위해 구비된다. 특히, 제2 전방 촉매 컨버터의 산소 저장 능력이 가능한 한 작지 않으면 제2 전방 촉매 컨버터(23) 내에 저장된 산소가 별도의 배기관(15)을 통해 안내되는 비연소 연료의 추가적 환원을 유발시킬 수 있기 때문에, 상기 제2 전방 촉매 컨버터(23)는 산소 저장 능력을 가능한 한 최소화 시키도록 설계된다. 또한, NOx 트랩(16)의 코팅이 흡착성에 추가하여 촉매성을 가질때, NOx 트랩(16)의 산소 저장 능력은 최소화되어야 한다. 비연소 연료는 별도의 배기관(15)을 통해서만 NOx 트랩에 이르기 때문에, 제1 전방 촉매 컨버터(22)의 산소 저장 능력은 본 실시예에서 중요하지 않다.

제2 전방 촉매 컨버터(23)의 산소 저장 능력이 필요한 정도로 억제할 수 없다면, 제1 분사 밸브(9) 또는 작업 사이클의 수를 통한 추가의 연료량 분배 시 제어 장치(19)가 충분한 양의 비연소 연료가 NOx 트랩에 도달될 수 있도록 전방 촉매 컨버터(23) 내에 저장된 산소 분해를 위해 필요한 연료량을 고려하는 것이 선택적으로 또는 추가적으로 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 재생제 분배를 고려하는 엔진용 NOx 트랩 작동 방법을 개선한 NOx 트랩 작동 제어 장치가 제공된다.

Claims

엔진(1)의 개별 작업 사이클을 기초로 재생제 분배를 결정하는, 엔진(1)용 NOx 트랩(16) 작동 제어 장치(19)이며,

상기 재생제 분배시, 상기 재생제가 분배될 때와 상기 NOx 트랩(16)에서 재생제가 유효하게 되는 때 사이의 지연 시간에 영향을 미치는 추가의 변수들을 추가적으로 고려하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항에 있어서, 벽 상에 연료막 형성이 추가의 변수로써 고려되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 NOx 트랩(16)의 상류에 위치된 촉매 컨버터(23) 내에 저장된 산소량이 추가의 변수로써 고려되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 엔진(1)의 개별 작업 사이클을 기초로 재생제 분배를 결정하고, NOx 트랩(16) 상류에 위치된 촉매 컨버터(23)가 사용되고, 상기 촉매 컨버터(23)는 촉매 컨버터(23) 내에 저장될 수 있는 산소량을 고려하여 최소화되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치는 연소실 직접 분사 방식과 관련되어 사용되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.