KR101755918B1 - System and method for cooling DFP of diesel engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DPF 내부의 급격한 온도 상승을 방지하여 DPF의 내구신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 DPF가 급격한 온도 상승 조건에 놓일 경우, DOC의 후단부에 압축공기를 분사하여 배기가스 외에 많은 공기유량이 더해져 DPF로 진입되도록 함으로써, DPF의 냉각이 이루어질 수 있도록 한 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템 및 방법을 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to a system and a method for cooling an exhaust gas filtration apparatus of a diesel engine that can prevent a sudden temperature rise inside the DPF to improve the durability reliability of the DPF.
That is, according to the present invention, when the DPF is placed in an abrupt temperature raising condition, compressed air is injected to the rear end of the DOC so that a large amount of air other than the exhaust gas is added to enter the DPF, And to provide an exhaust gas filtering apparatus cooling system and method.

Description

디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템 및 방법{System and method for cooling DFP of diesel engine}Technical Field [0001] The present invention relates to a diesel engine exhaust gas filtering apparatus,

본 발명은 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 DPF 내부의 급격한 온도 상승을 방지하여 DPF의 내구신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for cooling an exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine, and more particularly, to a system and method for cooling exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine, which can prevent a sudden temperature rise inside the DPF, And methods.

디젤 차량에서 배출되는 배기가스는 일산화 탄소, 탄화 수소, 질소 산화물(NOx), 황산화물 및 입자상 물질(Particulate Matter, PM) 등을 포함하고 있어, 대기 오염의 주요 원인으로 알려져 있다.Exhaust gases emitted from diesel vehicles contain carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides and particulate matter (PM), which are known to be the main causes of air pollution.

이에, 배기가스에 포함된 대기 오염 물질에 대한 규제가 점차 강화하고 있으며, 이에 대한 대책으로 다양한 배기가스 여과 방법이 연구 및 적용되고 있다.Accordingly, regulations on air pollutants contained in the exhaust gas have been gradually strengthened, and various exhaust gas filtering methods have been studied and applied as countermeasures thereto.

디젤 엔진의 배기가스 규제에 대응하기 위하여 초기에는 디젤산화촉매(DOC : Diesel Oxidize Catalyst)를 적용하였으나, 점차 규제가 강화됨에 따라 최근에는 디젤 입자상물질 필터(DPF : Diesel Particulate matter Filter)를 추가로 적용하여 대응하고 있다.Diesel Oxidize Catalyst (DOC) was initially applied to cope with exhaust gas regulations of diesel engines. However, as regulations have been gradually strengthened, diesel particulate matter filter (DPF: Diesel Particulate matter Filter .

첨부한 도 1은 디젤 엔진의 배기가스 여과장치에 대한 구성도를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine.

도 1에서 보듯이, 엔진의 배기라인에 디젤산화촉매(20 : 이하, DOC로 칭함)와 디젤 입자상물질 필터(30 : 이하, DPF로 칭함)가 차례로 장착되고, DOC(10)의 전단부 배기관에는 하이드로 카본 인젝션(10 : HCI, Hydro-Carbon Injection)이 더 장착된다.1, a diesel oxidation catalyst 20 (hereinafter referred to as DOC) and a diesel particulate matter filter 30 (hereinafter referred to as a DPF) are sequentially mounted on the exhaust line of the engine, and a front end exhaust pipe (10: HCI, Hydro-Carbon Injection) is further installed.

이에, 엔진에서 배출된 배기가스가 배기관을 따라 DOC(20) 및 DPF(30)를 차례로 거치게 되면, DOC는 탄화수소 및 탄소 등을 물과 이산화탄소로 전환시키고, DPF는 입자상물질을 여과시키게 된다. Thus, when the exhaust gas discharged from the engine passes through the DOC 20 and the DPF 30 in sequence along the exhaust pipe, the DOC converts hydrocarbons and carbon into water and carbon dioxide, and the DPF filters the particulate matter.

상기 하이드로 카본 인젝션(10 : 이하, HCI로 칭함)은 DPF(30)를 통과하는 배기가스의 온도를 높이기 위해 DOC(20) 전단에 장착된 인젝터를 이용하여 연료를 분사시켜주는 장치이다.The hydrocarbon injection (hereinafter referred to as HCI) injects fuel using an injector mounted upstream of the DOC 20 to increase the temperature of the exhaust gas passing through the DPF 30.

즉, 상기 HCI(10)는 배기관으로 분사된 연료의 연소로 배기가스 온도를 상승시켜 DPF에 포집된 입자상물질(PM)을 산화시킴으로써, DPF를 재생시켜 주게 된다.That is, the HCI 10 regenerates the DPF by raising the exhaust gas temperature by burning the fuel injected into the exhaust pipe and oxidizing the particulate matter PM captured by the DPF.

참고로, DPF를 재생함은 들러붙은 매연 입자를 태워서 DPF의 막힘을 방지하고, DPF의 재사용이 가능한 상태로 전환됨을 의미한다.For reference, the regeneration of the DPF means that the DPF is prevented from clogging by burning the soot particles adhered to the DPF, and the DPF is reused.

그러나, 상기한 디젤 엔진의 배기가스 여과장치를 다음과 같은 문제점이 존재한다.However, the exhaust gas filtering apparatus of the above-mentioned diesel engine has the following problems.

첫째, 상기 DOC의 후단 온도가 그 타켓온도(약 600℃)에서 오버슈팅을 하여 더 상승할 경우, DOC의 내부 온도를 제어할 수 없게 되고, 또한 상기 DPF가 그 한계온도(예 : 1200 ℃)를 넘어가면 DPF의 내부에 크랙이 발생하게 되는 문제점이 있다.First, if the temperature of the downstream end of the DOC is overshooted at the target temperature (about 600 ° C), the internal temperature of the DOC can not be controlled, and if the DPF reaches its limit temperature (eg, 1200 ° C.) There is a problem that cracks are generated inside the DPF.

예를 들어, 차량이 아이들 구간 진입(Drop To Idle : DTI) 상태이면, DPF는 배기유량은 적고, 산소농도는 증대된 환경에 놓이게 되어, 결국 DPF의 급격한 온도 상승이 초래된다.For example, if the vehicle is in the Idle (DTI) state, the exhaust flow rate of the DPF is low and the oxygen concentration is in an increased environment, resulting in a sudden increase in temperature of the DPF.

둘째, DPF 온도가 한계온도까지 올라가지 않도록 HCI를 이용하여 자주 재생을 하면 연료 분사량이 많아져 연비 저하를 초래하게 되고, 또한 DPF의 급격한 온도 상승을 막기 위해 HCI 분사량을 조절하여 온도를 천천히 올리게 되면 DPF의 재생시간이 길어져서 DPF 재생효율 저하를 초래하게 된다.
Secondly, if the regeneration is repeated frequently using HCI so that the DPF temperature does not rise to the limit temperature, the fuel injection amount will increase and the fuel efficiency will be lowered. Also, if the temperature is slowly increased by adjusting the HCI injection amount to prevent the DPF from suddenly rising in temperature, The DPF regeneration efficiency is deteriorated.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, DPF가 급격한 온도 상승 조건에 놓일 경우, DPF의 전단부에 압축공기를 분사하여 배기가스 외에 많은 공기유량이 더해져 DPF로 진입되도록 함으로써, DPF의 냉각이 이루어질 수 있도록 한 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide a DPF which is capable of supplying a large amount of air to the DPF by injecting compressed air to the front end of the DPF, And an object of the present invention is to provide a system and a method for cooling an exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine in which cooling can be performed.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 구현예는: 엔진의 배기관에 DOC 및 DPF가 차례로 장착된 상태에서 DPF의 전단부에 공기공급 유니트를 연결하여, DPF의 냉각 필요시 DPF의 전단부에 압축공기를 분사할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, an air supply unit is connected to a front end of a DPF in a state where a DOC and a DPF are sequentially mounted on an exhaust pipe of an engine, The exhaust gas filtering device cooling system of the diesel engine is characterized in that compressed air can be injected.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 공기공급 유니트는: DPF의 전단부에 압축공기 분사 가능하게 장착되는 분사유니트; 분사유니트에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원과; DPF의 온도가 한계온도 이상으로 상승되는 조건하에서 분사유니트의 압축공기 분사 작동이 이루어지도록 제어하는 제어기; 및 상기 DOC의 후단부에 장착되어 DOC의 온도를 감지한 후, 제어기에 전송하는 온도센서; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the air supply unit includes: a spray unit mounted at a front end portion of the DPF so as to be capable of injecting compressed air; A compressed air supply for supplying compressed air to the injection unit; A controller for controlling the compressed air injection operation of the injection unit to be performed under the condition that the temperature of the DPF is raised to the limit temperature or more; And a temperature sensor mounted on a rear end of the DOC to sense the temperature of the DOC and transmit the sensed temperature to the controller; And a control unit.

바람직하게는, 상기 분사유니트는 DPF의 전단부에 장착되는 압축공기 분사노즐과, 압축공기 분사노즐의 입구에 개폐 가능하게 장착되는 공압밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the injection unit comprises a compressed air injection nozzle mounted on a front end portion of the DPF, and a pneumatic valve which is openably and closably mounted at an inlet of the compressed air injection nozzle.

바람직하게는, 상기 압축공기 공급원은 차량에 탑재되는 에어 컴프레서와, 에어 컴프레서에서 생성된 압축공기를 저장하는 에어탱크로 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the compressed air supply source includes an air compressor mounted on a vehicle, and an air tank for storing compressed air generated by the air compressor.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 구현예는: DOC 후단부의 온도를 감지하는 단계와; 엔진에서 배기되는 현재 배기유량을 측정하는 단계와; DOC 후단부의 온도가 임계온도 이상이고, 현재 배기유량이 임계유량 이하로 일정시간 동안 지속되면, DPF의 전단부에 압축공기를 분사하는 단계; 를 포함하고, 상기 압축공기가 현재 배기유량에 더해지면서 DPF의 내부로 진입하여 DPF의 냉각이 이루어질 수 있도록 한 것을 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a temperature of a DOC, comprising: sensing a temperature of a rear end of a DOC; Measuring a current exhaust flow rate exhausted from the engine; Spraying compressed air to the front end of the DPF when the temperature of the rear end of the DOC is equal to or higher than the critical temperature and the current exhaust flow rate is less than or equal to the critical flow rate for a predetermined period of time; Wherein the compressed air is added to the current exhaust flow rate so that the DPF can be cooled by entering the inside of the DPF, thereby providing a cooling method for an exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine.

바람직하게는, 상기 압축공기를 분사하는 단계는: DOC 후단부의 온도가 570℃ 이상이고, 현재 배기유량이 아이들 구동시의 배기유량×3 보다 작게 일정시간 동안 지속되는 경우 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of injecting the compressed air is performed when the temperature of the rear end of the DOC is 570 DEG C or higher and the current exhaust flow rate is maintained for a certain period of time less than the exhaust flow rate x3 when driving the idle.

또는, 상기 압축공기를 분사하는 단계는: DOC 후단부의 온도가 570℃ 이상이고, 현재 엔진 속도가 아이들 속도×2 보다 작게 일정시간 동안 지속되는 경우 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Alternatively, the step of injecting the compressed air may be performed when the temperature of the rear end of the DOC is 570 DEG C or more and the current engine speed is maintained for a certain period of time less than the idle speed.times.2.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

첫째, DPF가 급격한 온도 상승 조건에 놓일 경우, DPF의 전단부에 압축공기를 분사하여 배기가스 외에 많은 공기유량에 의하여 DPF의 냉각이 용이하게 이루어질 수 있고, 그에 따라 DPF의 크랙을 방지하는 등 그 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있다.First, when the DPF is placed under a sudden temperature rise condition, compressed air is sprayed to the front end of the DPF, so that the DPF can be easily cooled by a large amount of air flow other than the exhaust gas, Endurance reliability can be improved.

둘째, 기존에 HCI 분사량을 조절하여 DPF 온도를 천천히 올림에 따라, DPF의 재생시간이 길어져서 DPF 재생효율 저하를 초래하던 점을 해결할 수 있고, 또한 기존에 DPF 온도가 한계온도까지 올라가지 않도록 HCI를 이용하여 자주 재생을 하여 연료 분사량이 많아지던 연비 저하 문제도 해결할 수 있다.
Second, as the DPF temperature is slowly increased by regulating the HCI injection amount, the regeneration time of the DPF is prolonged and the DPF regeneration efficiency is lowered. Also, in order to prevent the DPF temperature from reaching the limit temperature, It is possible to solve the problem of the fuel consumption deterioration that the amount of fuel injection becomes large.

도 1은 디젤 엔진의 배기가스 여과장치에 대한 구성을 나타낸 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템의 각 구성 간 연결 관계를 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 방법을 도시한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 냉각 시스템 및 방법에 의하여 DPF가 냉각되는 원리를 도시한 그래프,
도 6은 DPF의 내부 영역별 온도를 나타낸 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a structural view showing a configuration of an exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine,
FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams showing a connection relationship between respective components of an exhaust gas filtering apparatus cooling system of a diesel engine according to the present invention;
4 is a flowchart showing a method for cooling an exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine according to the present invention,
5 is a graph showing the principle of cooling the DPF by the cooling system and method according to the present invention,
FIG. 6 is a graph showing the temperature of the DPF in the internal region. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템의 각 구성 간 연결 관계를 도시한 구성도이다.FIG. 2 and FIG. 3 are schematic diagrams showing the connection relationship between the respective components of the exhaust gas filtering apparatus cooling system of the diesel engine according to the present invention.

도 2 및 도 3에서 보듯이, 디젤 엔진의 배기라인에는 디젤산화촉매인 DOC(20)와 디젤 입자상물질 필터인 DPF(30)가 차례로 장착되고, DOC(20)의 전단부쪽 배기라인에는 하이드로 카본 인젝션인 HCI(10)가 연료 분사 가능하게 연결되어 있다.2 and 3, a diesel oxidation catalyst (DOC) 20 and a diesel particulate filter (DPF) 30 are sequentially mounted on the exhaust line of the diesel engine. The exhaust line on the front end of the DOC 20 is filled with hydrocarbons The HCI 10, which is an injection, is connected so as to inject fuel.

이렇게 디젤 엔진의 기본적인 재생 시스템은 HCI(10) + DOC(20) + DPF(30)가 조합된 구성을 가지고, HCI(10)에 의한 연료 후분사를 통해 DOC(20)에서의 발열반응으로 DPF(30)에서 입자상물질인 그을음(soot)를 태우는 동작을 한다.The basic regeneration system of the diesel engine has a combination of HCI (10) + DOC (20) + DPF (30), and the exhaust gas from the DOC (20) (Soot), which is a particulate matter, in the fuel cell 30.

이때, 차량이 아이들 구간 진입(Drop To Idle : DTI) 상태이면, DPF(30)는 배기유량은 적고, 산소농도는 증대된 환경에 놓이게 되므로, 결국 DPF(30)가 그 한계온도(예 : 1200 ℃) 이상으로 급격하게 상승하게 된다.At this time, when the vehicle is in the idle state (Drop To Idle (DTI)), the exhaust flow rate of the DPF 30 is small and the oxygen concentration is in an increased environment. As a result, Lt; RTI ID = 0.0 > C). ≪ / RTI >

예를 들어, 첨부한 도 6을 참조하면 DOC의 후단 온도가 600℃ 이상 올라 갔을 때, 또는 아이들 구간 진입시 혹은 그와 비슷한 배기유량을 갖는 환경 조건에서 상기 DPF의 전단 온도가 상승하고, 점점 상승하는 온도는 DPF의 후단에서 정점을 찍고 점차 하강한다.For example, referring to FIG. 6, when the rear end temperature of the DOC rises to 600 ° C or more, or when the idle period enters, or when the exhaust gas flow rate is similar to that of the DPF, The temperature peaks at the end of the DPF and gradually drops.

이렇게 상기 DPF(30)가 그 한계온도(예 : 1200 ℃) 이상으로 급격하게 상승하게 되면, DPF의 내부에 크랙 등이 발생하고, 재생 효율이 저하되는 등의 문제가 따르게 된다.If the DPF 30 rises rapidly above its limit temperature (for example, 1200 ° C), cracks or the like will be generated inside the DPF, and the regeneration efficiency will decrease.

또한, 상기 HCI(10)에 의한 연료 분사량으로 DOC(20)의 후단온도를 조절할 때, 비정상 연소(uncontrol burning)가 시작되면 DPF의 온도 상승을 막기 어렵고, 결국 DPF가 한계온도 이상으로 상승하여 DPF의 크랙 내지 멜팅 등과 같은 내구성 저하가 발생될 수 있다.Also, when the temperature of the downstream end of the DOC 20 is adjusted by the amount of fuel injected by the HCI 10, if the uncontrol burning starts, it is difficult to prevent the DPF from rising in temperature. As a result, Such as cracking or melting, may occur.

본 발명은 위와 같이 DPF(30)가 급격한 온도 상승 조건에 놓일 경우, DPF(30)의 전단부에 별도로 압축공기를 분사하여 배기가스 외에 많은 공기유량을 DPF의 내부로 진입시킴으로써, DPF의 냉각이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.When the DPF 30 is subjected to a sudden temperature rise condition, compressed air is separately injected into the front end portion of the DPF 30 to cause a large amount of air to flow into the DPF in addition to the exhaust gas, The point is that there is a point that it can be easily done.

이를 위해, 본 발명은 DPF의 냉각 필요시 즉, DPF가 한계온도 이상으로 상승하는 조건시 DPF(30)의 전단부에 압축공기를 분사할 수 있도록 DPF(30)의 전단부에 공기공급 유니트(100)가 연결된다.To this end, the present invention provides an air supply unit (not shown) disposed at the front end of the DPF 30 in order to inject compressed air to the front end of the DPF 30 when the DPF needs to be cooled, that is, 100) are connected.

상기 공기공급 유니트(100)는 DPF(30)의 전단부에 압축공기 분사 가능하게 장착되는 분사유니트(110)와, 이 분사유니트(110)에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원(120)과, DPF(30)의 온도가 한계온도 이상으로 상승되는 조건하에서 분사유니트(120)의 압축공기 분사 작동이 이루어지도록 제어하는 제어기(130)를 포함하여 구성된다.The air supply unit 100 includes a spray unit 110 mounted at a front end of the DPF 30 so as to be capable of spraying compressed air, a compressed air supply source 120 for supplying compressed air to the spray unit 110, And a controller (130) for controlling the compressed air injection operation of the injection unit (120) under the condition that the temperature of the DPF (30) is raised to the limit temperature or more.

또한, 상기 DOC(20)의 후단부에는 DOC(20)의 온도를 감지한 후, 제어기(130)에 전송하는 온도센서(132)가 장착된다.A temperature sensor 132 is mounted at the rear end of the DOC 20 to sense the temperature of the DOC 20 and transmit the temperature to the controller 130.

이때, 상기 분사유니트(110)는 DPF(30)의 전단부에 장착되어 DPF(30)의 전단부에 압축공기를 분사하는 압축공기 분사노즐(112)과, 압축공기 분사노즐(112)의 입구에 개폐 가능하게 장착되어 제어기(130)의 제어신호에 의하여 DPF 냉각 필요시열림 작동되는 공압밸브(114)로 구성된다.The injection unit 110 includes a compressed air injection nozzle 112 mounted on the front end of the DPF 30 to inject compressed air to the front end of the DPF 30, And a pneumatic valve 114 that is opened and closed when the DPF cooling is required by the control signal of the controller 130.

또한, 상기 압축공기 공급원(120)은 차량에 탑재되는 에어 컴프레서(122), 즉 디젤엔진의 크랭크 축 등에 동력 전달 가능하게 연결되어 외부공기를 흡입 압축하는 에어 컴프레서(122)와, 이 에어 컴프레서(122)에서 생성된 압축공기를 저장하는 에어탱크(124)로 구성된다.The compressed air supply source 120 includes an air compressor 122 that is mounted on a vehicle, that is, an air compressor 122 that is connected to a crankshaft of a diesel engine so as to transmit power and that sucks and compresses outside air, And an air tank 124 for storing the compressed air generated by the compressor 122.

바람직하게는, 상기 에어탱크(124)는 차량에 별도의 에어탱크를 장착하지 않고, 에어 브레이크 등을 작동시킬 수 있는 브레이크 작동용도의 에어탱크를 그대로 활용할 수 있다.Preferably, the air tank 124 does not have a separate air tank installed in the vehicle, but can utilize the air tank for brake operation, which can operate the air brake.

여기서, 상기한 구성을 기반으로 이루어지는 배기가스 여과장치 냉각 방법을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a cooling method of the exhaust gas filtering device based on the above-described configuration will be described.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 방법을 도시한 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉각 시스템 및 방법에 의하여 DPF가 냉각되는 원리를 도시한 그래프이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of cooling an exhaust gas filtering apparatus of a diesel engine according to the present invention, and FIG. 5 is a graph illustrating a principle of cooling a DPF by a cooling system and a method according to the present invention.

먼저, 상기 HCI(10)에 의한 연료 후분사를 통해 DOC(20)에서의 발열반응으로 DPF(30)에서 입자상물질인 그을음(soot)를 태우는 동작을 하는 기본 재생 진행 중, 상기 온도센서(132)에서 DOC 후단부의 온도를 감지하여, 그 감지신호를 제어기(130)에 전송한다.First of all, during the basic regeneration operation for burning particulate soot in the DPF 30 by the exothermic reaction in the DOC 20 through the post-fuel injection by the HCI 10, the temperature sensor 132 The temperature of the rear end of the DOC is sensed, and the sensed signal is transmitted to the controller 130.

또한, 엔진에서 배기되는 현재 배기유량을 통상의 유량측정수단을 이용하여 측정하여, 그 측정신호를 제어기(130)에 전송한다.Further, the current exhaust flow rate exhausted from the engine is measured using a normal flow rate measuring means, and the measured signal is transmitted to the controller 130. [

이어서, 상기 제어기(130)에서 DOC 후단부의 온도가 임계온도 이상이고, 현재 배기유량이 임계유량 이하로 일정시간 동안 지속되는지 여부를 판정한다. Next, the controller 130 determines whether or not the temperature of the rear end of the DOC is equal to or higher than the threshold temperature and the current exhaust flow rate is less than or equal to the critical flow rate for a predetermined period of time.

예를 들어, 상기 제어기(130)에서 DOC 후단부의 온도가 600℃ 이상이고, 현재 배기유량이 아이들 구동시의 배기유량×3 보다 작게 일정시간(예, 10초) 동안 지속되는 여부를 판정한다.For example, the controller 130 determines whether the temperature of the rear end of the DOC is 600 ° C or more and the current exhaust flow rate is maintained for a predetermined time (for example, 10 seconds) smaller than the exhaust flow rate x 3 when the idle operation is performed.

판정 결과, DOC 후단부의 온도가 임계온도 이상이면서, 현재 배기유량이 임계유량 이하로 일정시간 동안 지속된 것으로 판정되면, 제어기(130)에서 분사유니트(110)에 분사 제어신호를 전송한다.If it is determined that the temperature of the rear end of the DOC is equal to or higher than the critical temperature and the current exhaust flow rate is equal to or less than the critical flow rate for a predetermined period of time, the controller 130 transmits the injection control signal to the injection unit 110.

또는, 상기 제어기(130)는 DOC 후단부의 온도가 600℃ 이상이고, 현재 엔진 속도가 아이들 속도×2 보다 작게 일정시간(10초) 동안 지속되는 경우에도 분사유니트(110)에 분사 제어신호를 전송한다.Alternatively, the controller 130 may transmit a jetting control signal to the jetting unit 110 even when the temperature of the rear end of the DOC is 600 ° C or higher and the current engine speed is maintained for a predetermined time (10 seconds) smaller than the idle speed x 2 do.

이에, 상기 제어기(130)의 분사 제어신호에 의하여 분사유니트(110)의 공압밸브(114)가 열림 작동하는 동시에 압축공기 분사노즐(112)에서 DPF(30)의 전단부에 압축공기를 분사하게 된다.The pneumatic valve 114 of the injection unit 110 is opened by the injection control signal of the controller 130 and the compressed air is injected from the compressed air injection nozzle 112 to the front end of the DPF 30 do.

이때, 상기 압축공기는 에어 컴프레서(122)에서 생성된 압축공기를 저장하는 에어탱크(124)로부터 공급된다.At this time, the compressed air is supplied from an air tank 124 that stores the compressed air generated by the air compressor 122.

따라서, 상기 DPF(30)의 전단부에 압축공기를 분사됨으로써, 압축공기가 현재 배기유량에 더해지면서 DPF의 내부로 진입하여 DPF의 냉각이 이루어지게 되고, 결국 첨부한 도 5의 그래프에서 붉은색 원으로 표시한 바와 같이 배기유량 증가에 따른 DPF 온도 하강이 이루어진다.Therefore, the compressed air is injected into the front end portion of the DPF 30, so that the compressed air is added to the current exhaust flow rate, and the DPF 30 enters the inside of the DPF to cool the DPF. As a result, As indicated by circles, the temperature of the DPF is lowered as the exhaust flow rate increases.

한편, 상기 DPF의 온도는 배기유량, 산소량, DOC에서의 HC 반응량으로 결정되는 바, 배기유량이 순간적으로 많아지면 DPF의 온도가 급격하게 하락하게 되고, DPF의 온도가 높을 때 산소량이 많아지면 DPF의 온도가 급격하게 상승하게 되며, DOC의 HC 반응량이 많아지면 발열효과에 의해 DPF의 온도가 상승하는 것으로 알려져 있다.On the other hand, the temperature of the DPF is determined by the exhaust flow rate, the amount of oxygen, and the amount of HC reaction in the DOC. When the exhaust flow rate is instantaneously increased, the DPF temperature rapidly decreases. When the DPF temperature is high, It is known that the temperature of the DPF rises sharply and the temperature of the DPF rises due to the exothermic effect when the amount of HC reacted in the DOC increases.

이에, 상기 DOC 후단부의 온도가 임계온도 이상이면서, 현재 배기유량이 임계유량 이하로 일정시간 동안 지속되면, 상기와 같이 압축공기가 더해져 배기유량이 임계유량 이상으로 증가될 경우, DPF의 온도를 하강시킬 수 있다.If the temperature of the rear end of the DOC is above the critical temperature and the current exhaust flow rate is less than the critical flow rate and the compressed air is added and the exhaust flow rate is increased beyond the critical flow rate as described above, .

더욱이, DPF내에서 산소가 산화 반응하는 시간이 적어지기 때문에 DPF 전단에 압축된 공기에 산소가 많이 포함되더라도, 압축공기를 순간적으로 분사하면 DPF의 온도를 하강시킬 수 있고, 또한 상기 DOC와 DPF 사이에 압축공기를 분사하기 때문에 DOC에서 HC 반응량이 늘어나지 않는다.
Furthermore, since the time required for the oxidation reaction of oxygen in the DPF is reduced, even if the air compressed in the upstream of the DPF contains a large amount of oxygen, the temperature of the DPF can be lowered by instantaneously injecting the compressed air, The amount of HC reaction in the DOC is not increased.

10 : HCI
20 : DOC
30 : DPF
100 : 공기공급 유니트
110 : 분사유니트
112 : 압축공기 분사노즐
114 : 공압밸브
120 : 압축공기 공급원
122 : 에어 컴프레서
124 : 에어탱크
130 : 제어기
132 : 온도센서10: HCI
20: DOC
30: DPF
100: air supply unit
110: injection unit
112: Compressed air injection nozzle
114: Pneumatic valve
120: Compressed air source
122: Air compressor
124: Air tank
130:
132: Temperature sensor

Claims (7)

디젤 엔진의 배기라인에는 디젤산화촉매인 DOC와 디젤 입자상물질 필터인 DPF가 차례로 장착되고, DOC의 전단부쪽 배기라인에는 하이드로 카본 인젝션인 HCI가 연료 분사 가능하게 연결된 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템에 있어서,
상기 DOC와 DPF 사이구간인 DPF의 전단부에 공기공급 유니트를 연결하여, 상기 DOC 후단부의 온도가 임계온도 이상이면서, 현재 배기유량이 임계유량 이하로 일정시간 동안 지속되면, 상기 DPF의 전단부에 압축공기를 분사할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템.
In the exhaust line of the diesel engine, DOC, which is a diesel oxidation catalyst, and DPF, which is a diesel particulate filter, are sequentially mounted. In the exhaust line at the front end of the DOC, HCI, which is a hydrocarbon car injection, In this case,
When an air supply unit is connected to the front end of the DPF between the DOC and the DPF and the temperature of the rear end of the DOC is above the critical temperature and the current exhaust flow rate is below a critical flow rate, And the compressed air can be injected into the exhaust gas filtering device cooling system of the diesel engine.
청구항 1에 있어서,
상기 공기공급 유니트는:
DPF의 전단부에 압축공기 분사 가능하게 장착되는 분사유니트;
분사유니트에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원과;
DPF의 온도가 한계온도 이상으로 상승되는 조건하에서 분사유니트의 압축공기 분사 작동이 이루어지도록 제어하는 제어기; 및
상기 DOC의 후단부에 장착되어 DOC의 온도를 감지한 후, 제어기에 전송하는 온도센서;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the air supply unit comprises:
A spray unit mounted at the front end of the DPF so as to be capable of injecting compressed air;
A compressed air supply for supplying compressed air to the injection unit;
A controller for controlling the compressed air injection operation of the injection unit to be performed under the condition that the temperature of the DPF is raised to the limit temperature or more; And
A temperature sensor mounted on a rear end of the DOC to sense the temperature of the DOC and transmit the sensed temperature to the controller;
Wherein the exhaust gas filtering apparatus cooling system comprises a diesel engine.
청구항 2에 있어서,
상기 분사유니트는 DPF의 전단부에 장착되는 압축공기 분사노즐과, 압축공기 분사노즐의 입구에 개폐 가능하게 장착되는 공압밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the injection unit comprises a compressed air injection nozzle mounted on a front end portion of the DPF and a pneumatic valve that is openably mounted on an inlet of the compressed air injection nozzle.
청구항 2에 있어서,
상기 압축공기 공급원은 차량에 탑재되는 에어 컴프레서와, 에어 컴프레서에서 생성된 압축공기를 저장하는 에어탱크로 구성된 것을 특징으로 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the compressed air supply source comprises an air compressor mounted on a vehicle and an air tank for storing compressed air generated by the air compressor.
HCI에 의한 연료 후분사를 통해 DOC에서의 발열반응으로 DPF에서 입자상물질인 그을음(soot)를 태우는 동작을 하는 재생 진행 중, DOC 후단부의 온도를 감지하는 단계와;
엔진에서 배기되는 현재 배기유량을 측정하는 단계와;
DOC 후단부의 온도가 임계온도 이상이고, 현재 배기유량이 임계유량 이하로 일정시간 동안 지속되면, 상기 DOC와 DPF 사이구간인 DPF의 전단부에 연결된 공기공급유니트로부터 DOC와 DPF 사이구간인 DPF의 전단부에 압축공기를 분사하는 단계;
를 포함하고, 상기 압축공기가 현재 배기유량에 더해지면서 DPF의 내부로 진입하여 DPF의 냉각이 이루어질 수 있도록 한 것을 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 방법.
Sensing the temperature of the trailing edge of the DOC during regeneration to burn particulate soot in the DPF by an exothermic reaction in the DOC through fuel post-injection by HCI;
Measuring a current exhaust flow rate exhausted from the engine;
If the temperature of the downstream end of the DOC is above the critical temperature and the current exhaust flow rate is below the critical flow rate for a certain period of time, the front end of the DPF between the DOC and the DPF from the air supply unit connected to the front end of the DPF, Spraying compressed air to the portion;
Wherein the compressed air is added to the current exhaust flow amount to enter the inside of the DPF so that cooling of the DPF can be performed.
청구항 5에 있어서,
상기 압축공기를 분사하는 단계는:
DOC 후단부의 온도가 600℃ 이상이고, 현재 배기유량이 아이들 구동시의 배기유량×3 보다 작게 일정시간 동안 지속되는 경우 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 방법.
The method of claim 5,
Wherein the step of injecting compressed air comprises:
Wherein the temperature of the rear end of the DOC is 600 DEG C or more and the current exhaust flow rate is maintained for a certain period of time smaller than the exhaust flow rate x 3 when the idle drive is performed.
청구항 5에 있어서,
상기 압축공기를 분사하는 단계는:
DOC 후단부의 온도가 570℃ 이상이고, 현재 엔진 속도가 아이들 속도×2 보다 작게 일정시간 동안 지속되는 경우 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기가스 여과장치 냉각 방법.The method of claim 5,
Wherein the step of injecting compressed air comprises:
Wherein the temperature of the rear end of the DOC is 570 DEG C or more and the current engine speed is maintained for a predetermined time smaller than the idle speed x2.
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