KR101326829B1 - 매연 필터 재생 시스템 및 방법 - Google Patents

매연 필터 재생 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101326829B1
KR101326829B1 KR1020110104660A KR20110104660A KR101326829B1 KR 101326829 B1 KR101326829 B1 KR 101326829B1 KR 1020110104660 A KR1020110104660 A KR 1020110104660A KR 20110104660 A KR20110104660 A KR 20110104660A KR 101326829 B1 KR101326829 B1 KR 101326829B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
ignition
soot filter
amount
differential pressure
Prior art date
Application number
KR1020110104660A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130040268A (ko
Inventor
인치범
윤기영
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020110104660A priority Critical patent/KR101326829B1/ko
Priority to JP2012111561A priority patent/JP6063148B2/ja
Priority to US13/533,073 priority patent/US8776507B2/en
Priority to DE102012105728.1A priority patent/DE102012105728B4/de
Priority to CN201210296509.6A priority patent/CN103046984B/zh
Publication of KR20130040268A publication Critical patent/KR20130040268A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101326829B1 publication Critical patent/KR101326829B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • 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
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • 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
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/025—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by changing the composition of the exhaust gas, e.g. for exothermic reaction on exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • 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
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0408—Methods of control or diagnosing using a feed-back loop
    • 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
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1406—Exhaust gas pressure
    • 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
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 매연 재생 시스템 및 그 방법을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 엔진의 배기 파이프 상에 설치되는 매연 필터 재생 시스템은 다수의 기통과 상기 기통 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키는 점화 장치를 포함하는 가솔린 엔진과 상기 가솔린 엔진과 연결되는 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 가솔린 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매 장치와 상기 삼원 촉매 장치의 후방의 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters)을 포집하고 상기 배기 가스의 온도를 이용하여 상기 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터와 상기 매연 필터의 전후방에 설치되어 상기 매연 필터의 차압을 측정하는 차압 센서 및 상기 차압 센서로부터 측정된 차압과 제어 파라미터를 입력 받아 상기 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

매연 필터 재생 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REGENERATING A GASOLINE PARTICULATE FILTER}
본 발명은 매연 필터 재생 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가솔린 엔진의 매연 필터 재생 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관에서 연비 및 성능을 개선하기 위해 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection, GDI) 기술이 개발되고 있는데, 상기 GDI 엔진은 연료를 흡기관 내부로 분사하지 않고, 연소실로 직접 분사하는 가솔린 엔진에서의 분사 방식을 말한다.
이는 점화 플러그 주위의 공연비를 농후하게 하므로 희박한 공연비에서도 엔진 작동이 가능한데, 가솔린 직접 분사 엔진(GDI) 기술 개발로 인하여 연소실 내의 불완전 연소 구간의 증가에 따른 입자상 물질(Particulate Matters,PM)발생이 문제되고 있다.
이에 따라 가솔린 직접 분사 엔진(GDI) 차량에 매연 필터를 장착하여 상기 문제를 해결하고자 하였다. 그러나, 가솔린 엔진의 경우 매연 필터 내의 온도가 낮고 산소 농도가 부족하여 매연 필터에 쌓인 입자상 물질(PM)을 자연 재생하기가 힘든 문제점이 있었다.
종래에는 이를 해결하기 위하여 매연 필터 전단에 산소를 공급하는 다양한 방법이 제시되었다. 즉, 배기 파이프의 매연 필터 전단에 공기를 추가적으로 공급하여 매연 필터에 쌓인 입자상 물질이 산화되어 제거되도록 함으로써 매연 필터의 재생을 수행하였다.
가솔린 엔진에서 배출되는 배기 가스는 삼원 촉매 장치를 통과하면서 정화되는데, 이 때 기통 내의 연료와 공기가 이론 공연비를 이룰 때 가장 효과적으로 정화시킬 수 있다. 그러나, 매연 필터의 재생을 위해서 산소를 추가적으로 공급하는 경우, 즉 공연비가 희박해지는 경우, 배기 가스 내의 질소산화물 (NOX)은 거의 저감되지 않는 문제점이 생긴다.
본 발명은 효과적으로 배기 가스를 정화시키면서 매연 필터의 재생이 이루어지는 매연 재생 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 가솔린 엔진의 기통 내에 유입되는 연료와 공기의 비율이 이론 공연비 상태를 유지하면서 매연 필터의 재생이 가능한 온도를 확보하고 삼원 촉매 장치의 정화 성능을 유지하는 매연 재생 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 엔진의 배기 파이프 상에 설치되는 매연 필터 재생 시스템은 다수의 기통과 상기 기통 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키는 점화 장치를 포함하는 가솔린 엔진과 상기 가솔린 엔진과 연결되는 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 가솔린 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매 장치와 상기 삼원 촉매 장치의 후방의 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters)을 포집하고 상기 배기 가스의 온도를 이용하여 상기 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터와 상기 매연 필터의 전후방에 설치되어 상기 매연 필터의 차압을 측정하는 차압 센서 및 상기 차압 센서로부터 측정된 차압 제어 파라미터를 입력 받아 상기 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 비점화 상태의 연료량을 따라 점화를 중단시킬 기통수 및 점화 중단 비율을 결정하고, 점화 중단이 결정된 기통 내로 연료와 공기가 유입된 후 점화를 중단시킨다.
또한, 상기 제어부는 상기 각 기통 내로 유입되는 연료를 상기 점화 장치에 의한 점화 시점 전후로 나누어 유입시키되, 상기 결정된 비점화 상태의 연료량을 따라 상기 각 기통 내의 상기 점화 전 유입되는 연료량과 상기 점화 후 유입되는 연료량을 결정한다.
또한, 상기 제어 파라미터는 엔진 운전 조건을 포함한다.
또한, 상기 제어 파라미터는 촉매의 온도를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가솔린 엔진, 상기 가솔린 엔진에서 발생된 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매, 그리고 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 포함하는 배기 장치에서 매연 필터를 재생하는 방법은 상기 가솔린 엔진의 운전 중에 상기 매연 필터의 차압과 기설정된 차압을 비교하는 단계와 상기 매연 필터의 차압이 기설정된 차압보다 크거나 같은 경우, 상기 가솔린 엔진의 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 단계와 상기 가솔린 엔진으로부터 배출된 비점화된 연료가 상기 삼원 촉매 장치에서 산화되는 단계와 상기 삼원 촉매 장치에서 발생된 산화열를 이용하여 상기 매연 필터를 재생하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 매연 필터가 재생되는 중 상기 삼원 촉매 장치의 온도와 기설정된 촉매 보호 온도를 비교하는 단계와 상기 삼원 촉매 장치의 온도가 상기 촉매 보호 온도보다 높거나 같은 경우, 상기 매연 필터의 재생 유지 여부를 판단하는 단계 및 상기 매연 필터의 재생을 유지시키는 경우, 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 비점화 상태의 연료량이 결정된 후, 상기 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 다수의 기통 중 점화를 중단시킬 기통의 개수 및 점화 중단 비율을 결정하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 매연 필터가 재생되는 중 상기 삼원 촉매 장치의 온도와 기설정된 촉매 보호 온도를 비교하는 단계와 상기 삼원 촉매 장치의 온도가 상기 촉매 보호 온도보다 높거나 같은 경우, 상기 매연 필터의 재생 유지 여부를 판단하는 단계 및 상기 매연 필터의 재생을 유지시키는 경우, 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 단계 및 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정한 후, 상기 재결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 다수의 기통 중 점화를 중단시킬 기통의 개수 및 점화 중단 비율을 결정하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 비점화 상태의 연료량이 결정된 후, 상기 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 각 기통 내의 상기 점화 시점 전에 유입될 연료량과 상기 점화 시점 후에 유입될 연료량을 결정하는 단계 및 상기 연료를 점화 시점 전에 유입될 연료량과 상기 점화 시점 후에 유입될 연료량에 따라 연료 분사를 제어하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 매연 필터가 재생되는 중 상기 삼원 촉매 장치의 온도와 기설정된 촉매 보호 온도를 비교하는 단계와 상기 삼원 촉매 장치의 온도가 상기 촉매 보호 온도보다 높거나 같은 경우, 상기 매연 필터의 재생 유지 여부를 판단하는 단계 및 상기 매연 필터의 재생을 유지시키는 경우, 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 단계 및 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정한 후, 상기 재결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 각 기통 내의 상기 점화 시점 전에 유입될 연료량과 상기 점화 시점 후에 유입된 연료량을 재결정하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 비점화 상태의 연료량의 결정은 엔진 운전 조건에 따라 수행된다.
또한, 상기 비점화 상태의 연료량의 재결정은 엔진 운전 조건 및 촉매 온도에 따라 수행된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 효과적으로 배기 가스를 정화시키면서 매연 필터의 재생이 이루어질 수 있다.
또한, 가솔린 엔진의 기통 내에 유입되는 연료와 공기의 비율이 이론 공연비 상태를 유지하면서 매연 필터의 재생 가능한 온도를 확보 및 삼원 촉매 장치의 정화 성능을 유지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 매연 필터 재생 시스템의 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 따른 매연 필터 재생 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 매연 필터 재생 시스템(1)의 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 매연 필터 재생 시스템(1)은 가솔린 엔진(10), 삼원 촉매 장치(20), 매연 필터(30), 제어 파라미터 측정부(40) 그리고 제어부(50)를 포함한다.
가솔린 엔진(10)은 가솔린을 연료로 하는 내연기관으로, 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 가솔린 엔진(10)은 연료와 공기가 유입되는 다수의 기통(11)과 기통(11) 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키는 점화 장치(도시하지 않음)를 포함한다. 가솔린 엔진(10)은 흡기 매니폴드(15)에 연결되어 기통(11) 내부로 공기를 유입받으며, 연소 과정에서 발생한 배기 가스를 배기 매니폴드(17)로 유출시켜 배기 파이프(19)를 따라 차량 외부로 배출한다. 가솔린 엔진(10)은 기통(11) 내에 연료를 분사 유입시키는 인젝터(13)가 장착된다.
삼원 촉매 장치(20)는 가솔린 엔진(10)과 연결되는 배기 파이프(19)에 설치되어 가솔린 엔진(10)으로부터 배출되는 배기 가스를 산화 환원시킨다. 일반적으로 삼원 촉매 장치(20)는 배기 가스에 포함된 3 개의 유해물질(CO, HC, NOX)을 산화-환원반응에 의해 무해한 가스(CO2, H2O, N2, O2)로 변화시킨다.
삼원 촉매 장치(20)는 산화-환원 반응을 촉진시키는 촉매로서 백금(Pt)과 로듐(Rh)을 주로 사용한다. 백금 촉매는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)를 저감시키는 산화반응을 촉진시키고, 로듐 촉매는 질소산화물(NOX)를 저감시키는 환원 반응을 촉진시킨다. 삼원 촉매 장치(20)는 공기와 연료가 이론 공연비(stoichiometric ratio)로 기통(11) 내로 유입될 때 3 개의 유해물질(CO, HC, NOX)를 동시에 효율적으로 저감시킨다. 여기서, 이론 공연비는 공기가 완전 연소하기 위해 이론상 과부족이 없는 상태의 공기와 연료의 비율이다. 공연비가 희박한 경우, 즉 공기가 과잉인 경우에는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)가 현저하게 저감되는 반면에 질소산화물 (NOX)은 거의 저감되지 않는다. 또한, 공연비가 농후한 경우, 즉 공기가 희박한 경우에는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)가 거의 저감되지 않는 반면에 질소 산화물(NOX)은 현저하게 저감된다. 이에, 가솔린 엔진(10)은 산소 센서(도시하지 않음)와 제어부(50)를 이용하여 공기와 연료의 비율이 이론 공연비가 되도록 제어한다.
매연 필터(30)는 삼원 촉매 장치(20)의 후방의 배기 파이프(19)에 설치되며, 배기 가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters,PM)을 포집한다. 입자상 물질(PM)은 주로 수트(soot)로 불리는 탄화 수소로 이루어져 있다. 매연 필터(30)는 촉매 필터를 이용하여 입자상 물질(PM)을 포집한다. 촉매는 벌집(honeycomb) 모양으로 형성되며, 특수 코팅 처리하여 입자상 물질을 흡착시킨다.
매연 필터(30)는 입자상 물질(PM)이 일정량 포집되면, 입자상 물질(PM)을 산화시켜 제거하는 재생 과정을 수행한다. 이 때, 매연 필터(30)는 입자상 물질(PM)을 산화시키기 위한 일정 이상의 온도와 산소 농도가 필요하다. 달리 말하면, 매연 필터(30)는 일반적인 엔진 운전시에는 입자상 물질(PM)의 산화를 위한 온도와 산소 농도가 부족하여 자연 재생이 불가능하다. 이에, 매연 필터(30)는 재생 가능한 수준의 온도와 산소 농도가 되도록 외부에서 열 및/또는 산소를 공급받는다.
차압 센서(32)는 매연 필터(30)의 전후방에 설치되어 매연 필터(30)의 차압을 측정한다. 즉, 차압 센서(32)는 매연 필터(30)로 들어오는 배기 가스의 압력과 매연 필터(30)를 통과하여 배출되는 배기 가스의 압력을 탐지하고, 각각의 압력의 차, 즉 차압을 측정한다. 매연 필터(30)의 차압은 입자상 물질이 촉매 내에 포집되어 매연 필터(30)를 통과하는 배기 가스의 흐름이 방해 받음으로써 발생된다. 차압 센서(32)는 측정된 매연 필터(30)의 차압을 제어부(50)로 전달한다.
제어 파라미터 측정부(40)는 매연 필터(30)의 재생을 위한 제어 파라미터들을 측정한다. 일 예에 의하면, 제어 파라미터는 엔진의 운전 영역(고부하 또는 저부하)에 따른 엔진의 운전 조건, 삼원 촉매 장치(20)의 온도 그리고 매연 필터(30)의 온도, 배기 가스에 포함된 산소 농도 등일 수 있다. 제어 파라미터 측정부(40)는 측정된 제어 파라미터들은 제어부(50)로 전달한다.
제어부(50)는 차압 센서(32)로부터 측정된 차압과 제어 파라미터 측정부(40)를 통해 검출된 제어 파라미터를 수집한다. 제어부(50)는 수집된 데이터를 통해 매연 필터(30)의 재생을 제어한다.
제어부(50)는 매연 필터 재생 시스템(1)을 전체적으로 제어한다. 제어부(50)는 차압 센서(32)로부터 측정된 차압과 기설정된 차압을 비교하여 매연 필터(30)의 재생 여부를 결정한다. 제어부(50)는 차압 센서(32)로부터 측정된 차압이 기설정된 차압보다 큰 경우에는 제어 파라미터들을 고려하여 비점화 상태의 연료량을 결정한다. 비점화 상태의 연료량은 기통(11) 내의 유입된 연료 중 비점화될 연료의 양 즉, 가솔린 엔진(10)의 다수의 기통(11)에 유입되는 연료 중 일부 연료가 점화되지 않고 배기 파이프(19)를 통해 배기 정화 장치로 배출되는 연료량을 말한다. 상기에서 설명한 것처럼, 비점화 상태의 연료량은 엔진 운전 조건과 촉매 온도 등의 제어 파라미터들에 의해 결정된다.
비점화 상태의 연료량에 따라 비점화될 연료는 다양한 방식으로 기통(11) 내에서 점화되지 않고 배출될 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어부(50)는 비점화 상태의 연료량에 따라 점화를 중단시킬 기통(11)수 및 점화 중단 비율을 결정한다. 달리 말하면, 엔진의 각 기통(11)은 이론 공연비에 따라 기통(11) 내 유입되는 연료량이 정해지므로 제어부(50)는 비점화 상태의 연료량과 각 기통(11) 내 유입되는 연료량을 비교하여 점화를 중단시킬 기통(11)의 개수를 결정할 수 있다. 이에, 제어부(50)는 점화 중단 기통(11)수에 맞춰 다수의 기통(11) 중 일부 기통(11)의 점화를 중단시킨다. 점화가 중단된 기통(11) 내의 연료와 공기는 점화 및 연소되지 않고 배기 매니폴드(17)를 통해 배기 파이프(19)로 배출된다.
다른 일실시예에 따르면, 제어부(50)는 점화 시점 전후로 각 기통(11) 내에 연료가 각각 유입되도록 인젝터(13)를 제어하고, 비점화 상태의 연료량에 따라 점화 시점 전에 유입될 연료량과 점화 시점 후에 유입될 연료량을 결정한다. 달리 말하면, 제어부(50)는 다수의 기통(11) 중 일부의 기통(11)의 점화를 중단시키지 않고 각 기통(11)에 유입될 연료를 점화 시점 전과 후로 나누어 유입시킨다. 따라서, 점화 시점 전에 유입된 연료는 공기가 과잉된 상태 즉 공연비가 희박한 상태에서 점화에 의해 연소되고 점화 시점 후에 유입된 연료는 점화 및 연소되지 않는다. 여기서, 비점화 상태의 연료량은 점화 시점 후에 유입되는 연료량과 동일하다. 점화 시점 후에 유입된 연료는 미연소된 잔여분의 산소와 연소 생성물과 함께 배기 매니폴드(17)를 통해 배기 파이프(19)로 배출된다.
이와 같은 매연 필터 재생 시스템(1)은 제어부(50)에 의해 결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 매연 필터(30)의 재생 과정이 수행된다. 달리 말하면, 매연 필터(30) 재생 시스템(1)은 기통(11) 내로 유입된 연료를 비점화 상태로 배출하고 삼원 촉매 장치(20)에서 산화시켜 그 산화열에 의해 매연 필터(30)를 재생시킨다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 매연 필터 재생 방법의 흐름을 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 상기에서 설명한 매연 필터 재생 시스템(1)을 이용한 재생 방법에 대해서 자세히 설명하고자 한다.
도 2를 참조하면, 매연 필터(30)의 재생은 엔진 운전 중에 수행된다(S100). 상기에서 설명한 것처럼, 매연 필터(30) 내에 포집된 입자상 물질(PM)은 매연 필터(30)의 양단의 압력차를 발생시킨다. 이에, 차압 센서(32)는 매연 필터(30)의 전후방의 압력을 검출하여 매연 필터(30)의 차압을 측정한다. 또한, 제어 파라미터 검출부는 매연 필터(30)의 재생에 필요한 엔진 운전 조건, 촉매 장치의 온도 그리고 매연 필터(30)의 온도 등의 제어 파라미터를 검출한다(S110).
제어부(50)는 차압 센서(32)로부터 전송된 매연 필터(30)의 차압과 미리 설정된 매연 필터(30)의 재생 차압을 비교한다(S120). 차압 센서(32)에 의해 측정된 매연 필터(30)의 차압이 미리 설정된 차압보다 크거나 같은 경우, 제어부(50)는 제어 파라미터들을 고려하여 비점화 상태의 연료량을 결정한다(S130). 특히, 이 단계(S130)의 비점화 상태의 연료량은 제어 파리미터 중 엔진의 회전 속도와 같은 엔진 운전 조건에 따라 결정된다. 상기에서 설명한 것처럼, 비점화 상태의 연료량은 가솔린 엔진(10)의 다수의 기통(11)에 유입되는 연료 중 일부 연료를 점화시키지 않고 삼원 촉매 장치(20)로 배출되는 연료량을 말한다. 따라서, 다수의 기통(11)에 유입되는 연료는 비점화 상태의 연료량에 따라 점화되는 연료와 비점화되는 연료로 나뉜다.
제어부(50)에서 비점화 상태의 연료량을 결정하면, 매연 필터 재생 시스템(1)은 비점화 상태의 연료에 의해 재생 운전 모드로 전환된다(S200). 달리 말하면, 제어부(50)에서 결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 다수의 기통(11)에 유입된 연료 중 일부 연료는 점화 및 연소되지 않고 삼원 촉매 장치(20)로 배출되고, 비점화 및 미연소된 연료는 삼원 촉매 장치(20)에서 비점화 및/또는 미연소된 공기에 의해 산화된다. 배기가스는 삼원촉매에서 발생한 산화열에 의해 고온의 상태로 된다.
상기에서 설명한 것처럼, 가솔린 엔진(10)은 이론 공연비에 따른 연료와 공기가 기통(11) 내로 유입된다. 따라서, 기통(11) 내로 유입된 연료가 점화되지 않더라도, 기통(11) 내의 연료와 공기는 이론 공연비를 유지하면서 삼원 촉매 장치(20)로 배출된다. 따라서, 삼원 촉매 장치(20)는 비점화된 연료를 산화시키면서도 배기 가스의 유해한 물질 (CO, HC, NOX)을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
고온의 배기 가스는 배기 파이프(19)를 통해 매연 필터(30)로 유입된다. 이로 인해, 매연 필터(30)는 재생 가능한 온도를 확보하게 된다. 따라서 매연 필터(30)는 고온의 배기 가스로부터 얻어진 열과 산소를 사용하여 입자상 물질(PM)을 산화시켜 제거하는 재생 과정을 수행한다(S210).
매연 필터(30)의 재생 과정이 수행되는 동안, 비점화된 연료의 산화열에 의해 삼원 촉매 장치(20)의 온도가 일정 수준의 온도 이상으로 높아질 수 있다. 삼원 촉매 장치(20)의 온도가 일정 수준의 온도 (예를 들어, 950℃) 이상이 되는 경우, 삼원 촉매 장치(20) 내의 촉매가 손상될 수 있다.
이에, 제어부(50)는 제어 파라미터에 의해 검출된 삼원 촉매 장치(20)의 온도와 촉매 보호 온도를 비교한다(S220).
삼원 촉매 장치(20)의 온도가 촉매 보호 온도보다 낮은 경우, 매연 필터(30) 재생 과정은 그대로 진행된다(S230). 매연 필터(30) 재생 과정에 의해 매연 필터(30) 내의 입자상 물질(PM)이 제거되면, 매연 필터(30)의 차압은 점점 작아지게 된다. 매연 필터(30)의 차압이 기설정된 차압보다 작아지면 매연 필터(30)의 재생이 완료되고(S240), 매연 필터 재생 시스템(1)은 일반 운전 모드로 전환된다(S250).
그러나, 삼원 촉매 장치(20)의 온도가 촉매 보호 온도보다 높거나 같은 경우, 제어부(50)는 매연 필터(30)의 재생 유지 여부를 판단한다(S300). 매연 필터(30)의 재생 과정을 유지하는 경우, 제어부(50)는 엔진 운전 조건과 삼원 촉매 장치(20)의 온도를 고려하여 비점화 상태의 연료량을 재결정한다(S320). 따라서, 매연 재생 시스템은 재결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 재생 운전 모드를 수행한다. 매연 필터(30)의 재생 과정을 유지할 수 없다고 판단되는 경우에는, 제어부(50)는 매연 필터(30)의 재생을 중단시키고 매연 필터 재생 시스템(1)을 일반 운전 모드로 전환한다(S250).
상기에서 설명한 것처럼, 비점화 상태의 연료량이 결정된 후에는 다양한 방식으로 연료를 기통(11) 내에서 점화되지 않고 배출할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 도 3을 참조하면, 제어부(50)는 비점화 상태의 연료량을 결정한 후에 비점화 상태의 연료량에 따라 다수의 기통(11) 중 점화 중단시킬 기통(11)의 개수 및 비율을 결정한다(S140). 제어부(50)는 점화 중단시킬 기통(11)의 개수 및 비율에 따라 다수의 기통(11) 중 일부의 기통(11)의 점화를 중단시킨다. 이에 따라 매연 필터(30) 재생 시스템(1)은 재생 운전 모드를 수행한다(S200). 즉, 점화 중단된 기통(11) 내의 연료와 공기는 점화 및 연소되지 않고 배기 파이프(19)를 통해 삼원 촉매 장치(20)로 배출된다. 이 후의 과정은 도 2에 나타난 매연 필터(30) 재생 시스템(1)과 동일하다. 다만, 삼원 촉매 장치(20)의 온도가 촉매 보호 온도보다 높거나 같아서 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 경우에도 재결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 점화 중단시킬 기통(11)의 개수 및 비율을 재결정한다(S330).
본 발명의 다른 일실시예로서, 도 4를 참조하면, 제어부(50)는 비점화 상태의 연료량을 결정한 후에, 비점화 상태의 연료량에 따라 점화 시점 전에 유입될 연료량과 점화 시점 후에 유입될 연료량을 결정한다(S150). 제어부(50)는 점화 시점 전후로 각 기통(11) 내에 연료가 각각 유입되도록 인젝터(13)를 제어한다. 제어부(50)는 다수의 기통(11) 중 일부의 기통(11)의 점화를 중단시키지 않고 각 기통(11)에 유입될 연료를 점화 시점 전과 후로 나누어 유입시킨다. 이에 따라 매연 필터 재생 시스템(1)은 재생 운전 모드를 수행한다(S200). 즉, 점화 시점 전에 유입된 연료는 공기와 함께 연소되고, 이 때 미연소된 산소는 점화 시점 후에 유입된 연료와 함께 점화 및 연소되지 않고 배기 파이프(19)를 통해 삼원 촉매 장치(20)로 배출된다. 이 후의 과정은 도 2에 나타난 매연 필터(30) 재생 시스템(1)과 동일하다. 다만, 삼원 촉매 장치(20)의 온도가 촉매 보호 온도보다 높거나 같아서 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 경우에도 재결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 비점화 상태의 연료량에 따라 점화 시점 전에 유입될 연료량과 점화 시점 후에 유입될 연료량을 재결정한다(S340).
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1 매연 필터 재생 시스템
10 가솔린 엔진
11 기통 13 인젝터
15 흡기 매니폴드 17 배기 매니폴드
19 배기 파이프
20 삼원 촉매 장치
30 매연 필터
32 차압 센서 34 온도계
40 제어 파라미터 측정부 50 제어부

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 이론 공연비로 작동하도록 제어되는 가솔린 엔진의 배기 파이프상에 설치되는 매연 필터 재생 시스템에 있어서,
    다수의 기통과 상기 기통 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키는 점화 장치를 포함하는 가솔린 엔진;
    상기 가솔린 엔진과 연결되는 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 가솔린 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매 장치;
    상기 삼원 촉매 장치의 후방의 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters)을 포집하고 상기 배기 가스의 온도를 이용하여 상기 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터;
    상기 매연 필터의 전후방에 설치되어 상기 매연 필터의 차압을 측정하는 차압 센서; 및
    상기 차압 센서로부터 측정된 차압과 제어 파라미터를 입력 받아 상기 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 비점화 상태의 연료량을 따라 점화를 중단시킬 기통수 및 점화 중단 비율을 결정하고, 점화 중단이 결정된 기통 내로 연료와 공기가 유입된 후 점화를 중단시키는 매연 필터 재생 시스템.
  3. 이론 공연비로 작동하도록 제어되는 가솔린 엔진의 배기 파이프상에 설치되는 매연 필터 재생 시스템에 있어서,
    다수의 기통과 상기 기통 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키는 점화 장치를 포함하는 가솔린 엔진;
    상기 가솔린 엔진과 연결되는 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 가솔린 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매 장치;
    상기 삼원 촉매 장치의 후방의 상기 배기 파이프에 설치되어 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters)을 포집하고 상기 배기 가스의 온도를 이용하여 상기 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터;
    상기 매연 필터의 전후방에 설치되어 상기 매연 필터의 차압을 측정하는 차압 센서; 및
    상기 차압 센서로부터 측정된 차압과 제어 파라미터를 입력 받아 상기 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 각 기통 내로 유입되는 연료를 상기 점화 장치에 의한 점화 시점 전후로 나누어 유입시키되,
    상기 결정된 비점화 상태의 연료량을 따라 상기 각 기통 내의 상기 점화 전 유입되는 연료량과 상기 점화 후 유입되는 연료량을 결정하는 매연 필터 재생 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 파라미터는 엔진 운전 조건을 포함하는 매연 필터 재생 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 파라미터는 촉매의 온도를 더 포함하는 매연 필터 재생 시스템.
  6. 삭제
  7. 이론 공연비로 작동하도록 제어되는 가솔린 엔진, 상기 가솔린 엔진에서 발생된 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매, 그리고 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 포함하는 매연 필터 재생 시스템에서 상기 매연 필터를 재생하는 방법에 있어서,
    상기 가솔린 엔진의 운전 중에 상기 매연 필터의 차압과 기설정된 차압을 비교하는 단계;
    상기 매연 필터의 차압이 기설정된 차압보다 크거나 같은 경우, 상기 가솔린 엔진의 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 단계;
    상기 가솔린 엔진으로부터 배출된 비점화된 연료가 상기 삼원 촉매 장치에서 산화되는 단계;
    상기 삼원 촉매 장치에서 발생된 산화열를 이용하여 상기 매연 필터를 재생하는 단계;
    상기 매연 필터가 재생되는 중 상기 삼원 촉매 장치의 온도와 기설정된 촉매 보호 온도를 비교하는 단계;
    상기 삼원 촉매 장치의 온도가 상기 촉매 보호 온도보다 높거나 같은 경우, 상기 매연 필터의 재생 유지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 매연 필터의 재생을 유지시키는 경우, 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 단계;
    를 포함하는 매연 필터 재생 방법.
  8. 이론 공연비로 작동하도록 제어되는 가솔린 엔진, 상기 가솔린 엔진에서 발생된 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매, 그리고 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 포함하는 매연 필터 재생 시스템에서 상기 매연 필터를 재생하는 방법에 있어서,
    상기 가솔린 엔진의 운전 중에 상기 매연 필터의 차압과 기설정된 차압을 비교하는 단계;
    상기 매연 필터의 차압이 기설정된 차압보다 크거나 같은 경우, 상기 가솔린 엔진의 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 단계;
    상기 가솔린 엔진으로부터 배출된 비점화된 연료가 상기 삼원 촉매 장치에서 산화되는 단계;
    상기 삼원 촉매 장치에서 발생된 산화열를 이용하여 상기 매연 필터를 재생하는 단계; 및
    상기 비점화 상태의 연료량이 결정된 후, 상기 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 다수의 기통 중 점화를 중단시킬 기통의 개수 및 점화 중단 비율을 결정하는 단계;
    를 포함하는 매연 필터 재생 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 매연 필터가 재생되는 중 상기 삼원 촉매 장치의 온도와 기설정된 촉매 보호 온도를 비교하는 단계;
    상기 삼원 촉매 장치의 온도가 상기 촉매 보호 온도보다 높거나 같은 경우, 상기 매연 필터의 재생 유지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 매연 필터의 재생을 유지시키는 경우, 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 단계; 및
    상기 비점화 상태의 연료량을 재결정한 후, 상기 재결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 다수의 기통 중 점화를 중단시킬 기통의 개수 및 점화 중단 비율을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 매연 필터 재생 방법.
  10. 이론 공연비로 작동하도록 제어되는 가솔린 엔진, 상기 가솔린 엔진에서 발생된 배기 가스를 산화-환원시키는 삼원 촉매, 그리고 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 포함하는 매연 필터 재생 시스템에서 상기 매연 필터를 재생하는 방법에 있어서,
    상기 가솔린 엔진의 운전 중에 상기 매연 필터의 차압과 기설정된 차압을 비교하는 단계;
    상기 매연 필터의 차압이 기설정된 차압보다 크거나 같은 경우, 상기 가솔린 엔진의 다수의 기통에 유입되는 연료 중 일부 연료가 비점화 상태에서 상기 삼원 촉매 장치로 배출되는 비점화 상태의 연료량을 결정하는 단계;
    상기 가솔린 엔진으로부터 배출된 비점화된 연료가 상기 삼원 촉매 장치에서 산화되는 단계;
    상기 삼원 촉매 장치에서 발생된 산화열를 이용하여 상기 매연 필터를 재생하는 단계;
    상기 비점화 상태의 연료량이 결정된 후, 상기 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 각 기통 내의 상기 점화 시점 전에 유입될 연료량과 상기 점화 시점 후에 유입될 연료량을 결정하는 단계; 및
    상기 연료를 점화 시점 전에 유입될 연료량과 상기 점화 시점 후에 유입될 연료량에 따라 연료 분사를 제어하는 단계;
    를 포함하는 매연 필터 재생 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 매연 필터가 재생되는 중 상기 삼원 촉매 장치의 온도와 기설정된 촉매 보호 온도를 비교하는 단계;
    상기 삼원 촉매 장치의 온도가 상기 촉매 보호 온도보다 높거나 같은 경우, 상기 매연 필터의 재생 유지 여부를 판단하는 단계;
    상기 매연 필터의 재생을 유지시키는 경우, 상기 비점화 상태의 연료량을 재결정하는 단계; 및
    상기 비점화 상태의 연료량을 재결정한 후, 상기 재결정된 비점화 상태의 연료량에 따라 상기 각 기통 내의 상기 점화 시점 전에 유입될 연료량과 상기 점화 시점 후에 유입된 연료량을 재결정하는 단계;
    를 더 포함하는 매연 필터 재생 방법.
  12. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 비점화 상태의 연료량의 결정은 엔진 운전 조건에 따라 수행되는 매연 필터 재생 방법.
  13. 제 7 항, 제 9 항 및 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비점화 상태의 연료량의 재결정은 엔진 운전 조건 및 촉매 온도에 따라 수행되는 매연 필터 재생 방법.
KR1020110104660A 2011-10-13 2011-10-13 매연 필터 재생 시스템 및 방법 KR101326829B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104660A KR101326829B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 매연 필터 재생 시스템 및 방법
JP2012111561A JP6063148B2 (ja) 2011-10-13 2012-05-15 煤煙フィルター再生システム、及びその方法
US13/533,073 US8776507B2 (en) 2011-10-13 2012-06-26 System and method for regenerating gasoline particulate filter
DE102012105728.1A DE102012105728B4 (de) 2011-10-13 2012-06-29 System und Verfahren zur Regeneration eines Benzinpartikelfilters
CN201210296509.6A CN103046984B (zh) 2011-10-13 2012-06-29 用于汽油颗粒过滤器的再生***和再生方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110104660A KR101326829B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 매연 필터 재생 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130040268A KR20130040268A (ko) 2013-04-24
KR101326829B1 true KR101326829B1 (ko) 2013-11-11

Family

ID=47990818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110104660A KR101326829B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 매연 필터 재생 시스템 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8776507B2 (ko)
JP (1) JP6063148B2 (ko)
KR (1) KR101326829B1 (ko)
CN (1) CN103046984B (ko)
DE (1) DE102012105728B4 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10024258B2 (en) * 2013-11-13 2018-07-17 Volvo Truck Corporation Method and an apparatus for controlling the regeneration of an exhaust gas aftertreatment device
DE102016211274A1 (de) * 2016-06-23 2017-12-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
US10156174B2 (en) * 2016-11-18 2018-12-18 GM Global Technology Operations LLC Methods for mitigating over-temperature during an exhaust gas system particulate filter device regeneration
CN109026381A (zh) * 2018-07-29 2018-12-18 合肥市智信汽车科技有限公司 一种运输车辆颗粒清洗***
JP7004172B2 (ja) * 2018-08-07 2022-01-21 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP7206683B2 (ja) * 2018-08-07 2023-01-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP7020338B2 (ja) * 2018-08-07 2022-02-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7107081B2 (ja) * 2018-08-07 2022-07-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2020023898A (ja) * 2018-08-07 2020-02-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7087801B2 (ja) * 2018-08-07 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN112814794A (zh) * 2019-11-18 2021-05-18 上海汽车集团股份有限公司 一种汽油机颗粒过滤器再生控制方法及装置
CN111941003B (zh) * 2020-07-15 2022-06-14 昆明理工大学 一种温轧不锈钢/碳钢复合板的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002303175A (ja) 2001-04-06 2002-10-18 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッドシステムの制御装置
JP2009074426A (ja) 2007-09-20 2009-04-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2010112345A (ja) 2008-11-10 2010-05-20 Mitsubishi Motors Corp 排気浄化装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3975680B2 (ja) * 2001-02-06 2007-09-12 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP3968999B2 (ja) * 2001-02-09 2007-08-29 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
JP3852351B2 (ja) 2002-03-13 2006-11-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6865883B2 (en) 2002-12-12 2005-03-15 Detroit Diesel Corporation System and method for regenerating exhaust system filtering and catalyst components
JP2004232544A (ja) 2003-01-30 2004-08-19 Mazda Motor Corp エンジンの燃料噴射制御装置
JP4203849B2 (ja) * 2003-06-04 2009-01-07 トヨタ自動車株式会社 可変気筒エンジンの制御装置
JP4038187B2 (ja) * 2004-03-11 2008-01-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置
JP4432745B2 (ja) * 2004-11-19 2010-03-17 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4720476B2 (ja) * 2005-12-14 2011-07-13 日産自動車株式会社 排ガスフィルタ再生制御装置及び排ガスフィルタ再生制御方法
JP4792444B2 (ja) * 2007-10-01 2011-10-12 本田技研工業株式会社 排ガス浄化装置の昇温制御装置
US8173087B2 (en) 2008-02-05 2012-05-08 Basf Corporation Gasoline engine emissions treatment systems having particulate traps
JP2010013974A (ja) 2008-07-02 2010-01-21 Toyota Motor Corp フィルタの再生システム及びフィルタの再生方法
JP4724217B2 (ja) * 2008-10-14 2011-07-13 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
US8479495B2 (en) 2009-03-03 2013-07-09 GM Global Technology Operations LLC Environmental factor based particulate filter regeneration
US9863348B2 (en) * 2009-09-29 2018-01-09 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling fuel of a spark ignited engine while regenerating a particulate filter
US8327628B2 (en) 2009-09-29 2012-12-11 Ford Global Technologies, Llc Gasoline particulate filter regeneration and diagnostics
US8341947B2 (en) * 2009-09-29 2013-01-01 Ford Global Technologies, Llc System and method for regenerating a particulate filter
US8359839B2 (en) * 2009-09-29 2013-01-29 Ford Global Technologies, Llc System and method for regenerating a particulate filter for a direct injection engine
JP5060540B2 (ja) * 2009-11-17 2012-10-31 本田技研工業株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
KR20110062127A (ko) 2009-12-02 2011-06-10 현대자동차주식회사 매연필터의 재생 제어방법
US8464523B2 (en) * 2010-03-12 2013-06-18 GM Global Technology Operations LLC Targeted particulate matter filter regeneration system
KR20110104660A (ko) 2010-03-17 2011-09-23 현대중공업 주식회사 회전형 외팔보가 구비된 실린더 탱크 내,외벽 자동 도장장치
US8429899B2 (en) * 2010-08-09 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Target particulate matter filter regeneration and temperature control system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002303175A (ja) 2001-04-06 2002-10-18 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッドシステムの制御装置
JP2009074426A (ja) 2007-09-20 2009-04-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2010112345A (ja) 2008-11-10 2010-05-20 Mitsubishi Motors Corp 排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012105728A1 (de) 2013-04-18
JP6063148B2 (ja) 2017-01-18
JP2013087770A (ja) 2013-05-13
KR20130040268A (ko) 2013-04-24
CN103046984A (zh) 2013-04-17
US20130091828A1 (en) 2013-04-18
CN103046984B (zh) 2016-09-21
US8776507B2 (en) 2014-07-15
DE102012105728B4 (de) 2019-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101326829B1 (ko) 매연 필터 재생 시스템 및 방법
JP5876714B2 (ja) 排気ガス浄化装置の制御方法
KR101048112B1 (ko) 내연 기관의 배기 가스 정화 장치 및 이의 탈황 방법
RU2583171C2 (ru) Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и системой нейтрализации выхлопных газов и двигатель внутреннего сгорания
RU2488702C2 (ru) Катализаторная система и ее применение
KR101251519B1 (ko) 질소산화물 저감 촉매에 저장되는 황산화물의 양을 예측하는 방법 및 이를 이용한 배기 장치
JP6054057B2 (ja) 排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法
JPWO2002066813A1 (ja) ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法と排気ガス後処理装置の再生制御方法
JP2007162634A (ja) ＮＯｘ−ＰＭ同時低減装置の再生制御方法及び装置
JP4178960B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2012117510A (ja) 窒素酸化物低減触媒の再生予測方法及びこれを用いた排気装置
JP4544011B2 (ja) 内燃機関排気浄化装置
KR20200102150A (ko) 자동차의 배기가스 정화장치 및 그 제어방법
KR101713743B1 (ko) 선택적 환원 촉매가 코팅된 디젤 매연 필터의 재생 방법 및 배기 가스 정화 장치
US7204082B1 (en) System for combustion of reformate in an engine exhaust stream
KR101272944B1 (ko) 가솔린 엔진의 수트 재생 시스템 및 방법
KR20220003713A (ko) 배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어 방법
JP5332664B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
KR100769571B1 (ko) 디젤엔진의 유해물질 저감시스템
JP4285162B2 (ja) 排気ガス浄化システム
JP4554894B2 (ja) 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
KR100999645B1 (ko) 디젤 산화 촉매의 재생 방법
KR20160016230A (ko) 매연저감장치 재생 시스템
KR20080018481A (ko) 디젤 자동차에서 씨피에프 재생장치 및 방법
KR20130028329A (ko) 배기 가스 정화 장치 및 이를 제어하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171030

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181030

Year of fee payment: 6