KR101305187B1 - 배기 가스 정화 장치 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량을 조절하여 LNT 촉매에서의 슬립되는 NOx의 양을 일정하게 하여 매연 필터의 재생이 원활하게 이루어지도록 하는 배기 가스 정화 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치는 희박한 분위기에서 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착시키며, 상기 질소산화물의 농도에 따라 탈착된 질소산화물을 슬립시키는 LNT 촉매; 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하고 LNT 촉매로부터 슬립된 질소산화물을 이용하여 상기 포집된 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터; 그리고 상기 LNT 촉매의 열화 정도에 따라 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 조절하여 슬립되는 NOx의 양을 조절하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치는 희박한 분위기에서 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착시키며, 상기 질소산화물의 농도에 따라 탈착된 질소산화물을 슬립시키는 LNT 촉매; 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하고 LNT 촉매로부터 슬립된 질소산화물을 이용하여 상기 포집된 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터; 그리고 상기 LNT 촉매의 열화 정도에 따라 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 조절하여 슬립되는 NOx의 양을 조절하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 배기 가스 정화 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LNT 촉매의 열화 정도에 무관하게 슬립되는 NOx의 양을 일정하게 유지하여 LNT 촉매에서 질소산화물을 탈착시키고, 탈착된 질소산화물을 환원시키거나 슬립시켜 매연 필터의 재생에 사용하는 배기 가스 정화 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엔진에서 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기 가스는 배기 파이프의 도중에 형성된 촉매 컨버터(Catalytic converter)로 유도되어 정화되고, 머플러를 통과하면서 소음이 감쇄된 후 테일 파이프를 통해 대기 중으로 방출된다.
질소산화물 저감 촉매(Denitrification Catalyst; DeNOx Catalyst)는 배기 가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 정화시키는 촉매 컨버터의 한 형식이다. 우레아(Urea), 암모니아(Ammonia), 일산화탄소 및 탄화수소(Hydrocarbon; HC) 등과 같은 환원제를 배기 가스에 제공하면 질소산화물 저감 촉매에서는 배기 가스에 포함된 질소산화물이 상기 환원제와의 산화-환원 반응을 통해 환원되게 된다.
최근에는, 이러한 질소산화물 저감 촉매로 LNT 촉매(Lean NOx Trap Catalyst)가 사용되고 있다. LNT 촉매는 엔진이 희박(lean)한 분위기에서 작동되면 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡착하고, 엔진이 농후(rich)한 분위기에서 작동되면 흡착된 질소산화물을 탈착하여 질소 기체로 환원시킨다.
한편, 배기 파이프 상에는 배기 가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters: PM)을 포집하기 위한 매연 필터가 장착된다. 상기 매연 필터에 과도한 매연이 포집되면, 배기 가스가 매연 필터를 통과하기 어려워지며 배기 가스의 압력이 높아지게 된다. 배기 가스의 높은 압력은 엔진의 성능을 저하시키고 매연 필터를 파손시킬 수 있다. 따라서, 매연 필터에 포집된 매연의 양이 설정된 양 이상이 되면, 배기 가스의 온도를 올려 매연 필터에 포집된 매연을 태우게 된다. 이러한 과정을 매연 필터의 재생(regeneration)이라고 한다.
이러한 매연 필터의 재생으로는 자연 재생과 강제 재생이 있다. 자연 재생은 배기 가스에 포함된 질소산화물이 수트(soot)의 재생을 위해 필요한 이산화질소를 공급함으로써 이루어지는 것을 말하며, 강제 재생은 엔진의 연소실에 연료를 후분사하면 후분사된 연료는 산화되며 산화열을 발생시키고 이 산화열에 의하여 매연 필터에 포집된 매연을 태우는 것을 말한다. 강제 재생의 경우 재생 온도가 높아 재생에 진입하기 위해 많은 에너지가 소모된다. 따라서, 재생주기를 길게 가져가게 된다. 자연 재생은 강제 재생과 비교할 때 재생 온도가 낮아 재생에 진입하기 위해 적은 에너지가 소모된다. 따라서, 재생주기를 짧게할 수 있다.
그런데, 매연 필터의 상류에 LNT 촉매가 배치되어 있는 경우, 배기 가스에 포함된 이산화질소가 LNT 촉매에 흡장되어 매연 필터의 자연 재생을 방해하게 된다.
또한, LNT 촉매가 새로운 것이라면 정화효율이 우수하여 슬립(slip)되는 NOx의 양이 적어서 매연 필터의 자연재생에 필요한 이산화질소를 공급하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 LNT 촉매의 열화 정도에 따라서 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량을 변화시킴으로써 슬립되는 NOx의 양을 일정하게 하여 배기 가스 정화 장치의 매연 필터의 수트(soot)를 LNT 촉매의 열화 정도와 무관하게 정상적으로 자연 재생시키는 배기 가스 정화 장치 및 이를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치는 희박한 분위기에서 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착시키며, 상기 질소산화물의 농도에 따라 탈착된 질소산화물을 슬립시키는 LNT 촉매; 상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하고 LNT 촉매로부터 슬립된 질소산화물을 이용하여 상기 포집된 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터; 그리고 상기 LNT 촉매의 열화 정도에 따라 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 조절하여 슬립되는 NOx의 양을 조절하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 적산거리가 제1설정치보다 작거나 제2설정치보다 크면 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
엔진에서 배출되는 NOx의 양은 적산거리가 제1설정치와 제2설정치 사이인 경우 적산거리의 증가에 따라 상기 제1설정치와 제2설정치에서 필요한 엔진에서 배출되는 NOx의 차이에 비례하여 감소하는 것을 특징으로 한다.
또한, 엔진에서 배출되는 NOx의 양은 EGR율, 부스트 압력, 주분사시기, 파일롯(pilot)분사시기에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치는 배기파이프에서의 에미션량이 일정한 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡장 또는 탈착하는 LNT 촉매와, 상기 LNT 촉매의 하류에 배치되어 있으며 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 포함하는 배기 가스 정화 장치의 제어 방법에 있어서, 엔진 운전 중에 적산거리가 제1설정치 이상인지를 판단하는 단계; 적산거리가 제1설정치 이상인 경우 적산거리가 제2설정치 이상인지를 판단하는 단계; 적산거리가 상기 제1설정치와 제2설정치 사이인 경우, 제1설정치에서의 엔진에서 배출되는 NOx의 양과 제2설정치에서의 엔진에서 배출되는 NOx의 양의 차이에 비례하여 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 조절하는 단계; 농후한 분위기를 조성하여 LNT 촉매로부터 NOx를 탈착하는 단계; 및 상기 탈착된 NOx를 슬립시켜 상기 매연 필터를 재생시키는 단계; 를 포함하는 배기 가스 정화 장치의 제어 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 상기 적산거리가 제1설정치보다 작거나 제2설정치보다 크면, 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔진에서 배출되는 NOx의 양은 EGR율, 부스트 압력, 주분사시기, 파일롯(pilot)분사시기에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량을 변화시킴으로써 LNT 촉매 열화 정도에 상관없이 매연 필터의 수트(soot)를 항상 일정 수준으로 자연 재생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적산거리에 따른 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량, 배기파이프에서의 NOx량, 배출되는 이산화탄소량의 변화를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적산거리에 따른 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량, 배기파이프에서의 NOx량, 배출되는 이산화탄소량의 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치는 엔진(10), 배기 파이프(20), LNT(Lean NOx Trap) 촉매(30), 매연 필터(40), 그리고 제어기(50)를 포함한다.
엔진(10)은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 엔진(10)은 흡기 매니폴드에 연결되어 연소실 내부로 공기가 유입되며, 배기 매니폴드에 연결되어 연소 과정에서 발생된 배기 가스는 배기 매니폴드에 모인 후 차량의 외부로 배출되게 된다. 상기 연소실에는 인젝터가 장착되어 연료를 연소실 내부로 분사한다.
배기 파이프(20)는 상기 배기 매니폴드에 연결되어 배기 가스를 차량의 외부로 배출시킨다. 상기 배기 파이프(20) 상에는 LNT 촉매(30) 및 매연 필터(40)가 장착되어 배기 가스 내에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters; PM)과 질소산화물 등을 제거한다.
일부 실시예에서는 상기 배기 파이프(20)에는 배기 가스의 에너지를 이용하여 흡기를 증가시키기 위한 EGR 라인과, 배기 가스에 함유된 탄화수소 및 일산화탄소를 산화시키기 위한 산화 촉매(DOC)와, 배기 가스에 함유된 질소산화물, 탄화수소 및 일산화탄소를 제거하기 위한 선택적 환원 촉매(SCR)가 장착되어 있을 수 있다. 또한, 주분사 전에 약간의 연료를 미리 분사하는 파일롯(pilot)분사 장치가 장착되어 있을 수도 있다.
LNT 촉매(30)는 배기 파이프(20) 상에 장착되어 엔진(10)에서 배출되는 배기 가스는 상기 LNT 촉매(30)를 통과하도록 되어 있다. LNT 촉매(30)는 희박한(lean) 분위기에서 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고 농후한(rich) 분위기에서 상기 흡장된 질소산화물을 탈착하도록 되어 있다. 이 때, LNT 촉매(30)는 질소산화물을 질산염 형태로 흡장하고 이산화질소 형태로 탈착한다.
통상적으로 LNT 촉매(30)는 열화가 진행될수록 NOx의 정화성능이 저하되는데, LNT 촉매(30)로 유입되는 환원제 중 NOx의 환원(재생)에 사용되지 않고 LNT 촉매(30)의 후단으로 슬립(slip)되는 양이 증가한다. 상기 LNT 촉매(30)의 후단에 매연 필터(40)가 배치되는 경우에는 어느 정도의 NOx 슬립량이 있어야만 매연 필터(40)의 재생이 이루어진다. 그러나, 새로운 LNT 촉매(30)인 경우에는 NOx 슬립량이 작으므로 DPF의 자연재생을 위해서는 NOx의 슬립을 유도하는 방안이 필요하다.
이를 위해 본 발명의 실시예에서는 차량의 적산거리(mileage)가 제1설정치 미만이거나 제2설정치를 초과하면 엔진에서 배출되는 NOx(Raw NOx)의 공급량은 일정하게 유지하여 슬립되는 NOx의 양을 일정하게 한다. 즉, 적산거리가 낮은 경우에는 LNT 촉매(30)의 정화 성능이 뛰어나 슬립되는 NOx의 양이 많지 않아서 상기 LNT 촉매(30)의 후방에 설치되어 있는 매연 필터(40)에서는 제대로 재생이 되지 않을 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 엔진에서 배출되는 NOx를 증가시킨다.
본 발명의 실시예에서 상기의 엔진에서 배출되는 NOx(Raw NOx)는 엔진의 연소로 발생하는 NOx를 의미한다.
필요로 하는 엔진에서 배출되는 NOx의 양은 LNT 촉매(30)가 열화될수록 감소하는데, 적산거리가 제2설정치를 초과하면 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량을 일정하게 유지한다.
상기 LNT 촉매(30)는 귀금속과 흡장 물질을 포함하는데, 귀금속은 백금, 팔라듐, 그리고 로듐을 포함하고, 흡장 물질은 약염기성 물질, 예를 들어 탄산바륨을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위는 여기에서 예시된 귀금속 또는 흡장 물질에 한정되지 않는다.
상기 LNT 촉매(30)의 후방의 배기 파이프(20)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 매연 필터(40)가 장착되어 있다. 상기 매연 필터(40)는 배기 파이프(20)를 통하여 배출되는 배기 가스에 포함된 입자상 물질(또는 soot)을 포집한다. 또한, 상기 매연 필터(40)는 LNT 촉매(30)로부터 슬립된 NOx(예를 들어, 이산화질소)를 이용하여 포집된 수트(soot)의 자연 재생이 이루어지도록 한다. 이와 같이, LNT 촉매(30)에서 NOx가 슬립될 때마다 매연 필터(40)에서 자연 재생이 이루어지도록 함으로써 매연 필터(40)의 강제 재생 절차를 생략할 수 있다. 이에 따라 연비가 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제어기(50)는 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치를 제어한다. 이를 위하여, 제어기(50)는 차량의 적산거리를 입력받아 제1설정치 및 제2설정치와 비교하여 입력받은 적산거리가 제1설정치와 제2설정치의 사이에 있는 경우에는 제1설정치에서 필요로 하는 엔진에서 배출되는 NOx의 양과 제2설정치에서 필요로 하는 NOx의 양의 차이에 비례하여 엔진에서 배출되는 NOx를 차등 공급한다. 이에 의해 슬립되는 NOx의 양은 일정하게 된다.
또한, 필요한 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 결정한 후에는 엔진의 연소 분위기를 제어한다. 엔진의 연소 분위기의 제어는 분사되는 연료량을 제어함으로써 수행된다. 즉, 엔진(10)에 분사되는 연료량을 증가시키면 연소 분위기는 농후해지고, 엔진(10)에 분사되는 연료량을 감소시키면 연소 분위기는 희박해진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 엔진에서 배출되는 NOx의 양은 EGR율, 부스트압, 주분사시기, 파일롯(pilot) 분사시기를 포함하는 변수에 의해 제어된다.
상기 EGR율을 증대시키면 산소 농도의 감소에 의해 연소 온도가 낮아져서 NOx의 양이 감소하게 되는 반면, EGR율을 감소시키면 산소 농도의 증가에 따라 연소 온도가 높아져서 NOx의 양이 증가하게 된다.
부스트압은 엔진에 공급되는 흡입 공기량의 압력을 의미하는데, 부스트압을 증가시키면 EGR율을 증대시킨 것과 동일한 효과가 있고, 부스트압을 감소시키면 EGR율을 감소시킨 것과 동일한 효과가 있다.
또한, 주분사시기를 진각시키면 연소시작점이 지연되어 NOx의 양이 증가하게 되는 반면, 주분사시기를 지각시키면 연소시작점이 앞당겨져서 NOx의 양이 감소하게 되며, 파일롯 분사시기를 진각시키면 상기 주분사시기의 지각시와 동일한 효과가 있고, 파일롯 분사시기를 지각시키면 상기 주분사시기의 진각시와 동일한 효과가 있다.
따라서, NOx의 양을 증가시키기 위해서는 EGR율과 부스트압을 감소시키거나 주분사시기를 진각, 파일롯 분사시기를 지각시키면 된다.
이때, 상기 파일롯 분사(Pilot injection)란 디젤엔진 기관에서 연료의 주분사가 일어나기에 앞서 미리 약간의 연료를 분사시켜 예연소시킴으로써 주분사를 통한 강력한 연소에 의해 발생하는 연소폭발음을 줄여 소음을 감소시키고, 연소실의 급격한 온도상승을 막아 배기가스중 NOx 배출량의 증가를 둔화시키는 연소 진행 방식을 말한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 개략적인 제어 흐름도이다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치에서의 제어 흐름을 살펴본다. 먼저, 엔진 작동 상태(예를 들어, 연료 분사량, 연료 분사 시기, 차량의 적산거리 등)를 검출(S210)하고, 이에 따라 LNT 촉매(30)의 열화 정도를 판단한다.(S220) 본 발명의 실시예에 따른 상기 LNT 촉매(30)의 열화 정도는 적산거리에 따라 판단한다. 다만, LNT 촉매(30)의 열화를 판단하는 방법은 여러 가지 방법이 있으므로 반드시 이에 한정하여 해석되어서는 안 될 것이다. 상기 적산거리에 따라서 LNT 촉매(30)가 열화되므로 적산거리에 따라 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량을 변화시켜 LNT 촉매(30)에서 슬립(slip)되는 NOx의 양이 일정하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어 방법의 구체적인 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어는 엔진이 작동 중(S100)일 때 수행된다. 엔진(10)이 작동 중이면, 차량의 적산거리와 제1설정치가 제어기(50)에 전달되어 이들을 비교(S110)한다.
상기 제1설정치는 새로운 LNT 촉매(fresh LNT)(30)에서 NOx의 슬립율이 높아서 많은 양의 엔진에서 배출되는 NOx를 공급하기까지의 적산거리를 의미한다. 이때까지는 일정한 양의 엔진에서 배출되는 NOx를 공급한다. 상기 제1설정치는 예를 들어 10,000Km일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 S110 단계에서 적산거리가 제1설정치보다 큰 경우에는 적산거리가 제2설정치보다 큰지를 판단(S160)하여 적산거리가 제2설정치보다 큰 경우에는 엔진에서 배출되는 NOx의 공급을 일정량 공급(S180)하거나 필요에 따라서는 공급을 중단할 수도 있다. 상기 제2설정치는 노화된 LNT 촉매(Aged LNT)(30)에서 엔진에서 배출되는 NOx의 공급이 필요하지 않거나 미량만 필요하게 되는 시점에서의 적산거리를 의미한다. 상기 제2설정치는 예를 들어 160,000Km일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 S180단계 이후에는 LNT 촉매(30)에서 농후한 분위기를 만들어 NOx를 탈착시키는데(S130), 상기의 탈착된 NOx는 LNT 촉매(30)에서 일부는 질소 기체로 환원되고, 나머지는 슬립되는데, 엔진에서 배출되는 NOx의 공급에 의해 상기의 탈착된 NOx의 슬립량이 일정하게 되어(S140), 슬립된 NOx를 사용하여 매연 필터(40)에서 재생이 정상적으로 이루어지게 된다.(S150)
상기 S110 단계에서 적산거리가 제1설정치보다 작은 경우에는 LNT 촉매(30)가 새로운(fresh) 것으로 판단하여 NOx 슬립량이 적을 것이므로 일정량의 엔진에서 배출되는 NOx를 공급(S120)하여 NOx를 탈착시켜(S130) 일정량 슬립(S140)시킨 다음 후방에 설치된 매연 필터(40)를 재생시킨다.(S150)
또한, 적산거리가 제1설정치와 제2설정치 사이인 경우에는 적산거리에 따라서 엔진에서 배출되는 NOx를 차등 공급(S170)한다. 제1설정치에서 필요한 엔진에서 배출되는 NOx의 양과 제2설정치에서 필요한 엔진에서 배출되는 NOx의 양과의 차이에 비례하여 적산거리가 증가할수록 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 감소시킨다. 이와 같이, 엔진에서 배출되는 NOx를 차등 공급한 후에는 LNT 촉매(30)에서 NOx를 탈착, 슬립시켜 매연 필터(40)에서 재생이 원활히 이루어지게 된다.(S130 내지 S150)
이때, 상기의 슬립된 NOx는 상기 매연 필터(40)에 공급되어 매연 필터(40)에서 환원되며 수트(soot)의 재생을 위한 산소를 공급한다. 이에 따라 매연 필터(40)가 자연 재생되고(S150), 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어 방법은 종료된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치의 제어 방법은 엔진(10)이 가동 중에는 계속적으로 실시된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적산거리에 따른 엔진에서 배출되는 NOx의 공급량, 배기 파이프(20)에서의 NOx량, 배출되는 이산화탄소량의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4에서는 적산거리가 10,000km 이하인 경우에는 엔진에서 배출되는 NOx를 0.18g/km를 공급하고, 적산거리가 160,000km 이상인 경우에는 0.11g/km를 공급하는 것을 예시하였다.
10,000km이하에서는 새로운(fresh) LNT 촉매(30)로 볼 수 있는데, 이때까지는 NOx가 64% 초과 공급되도록 하여 슬립율을 높인다.
이때는 배기 파이프(20)에서의 NOx의 양은 거의 일정해지고, 배출되는 이산화탄소는 196g/km에서 192g/km로 감소되어 2%가 감소됨을 알 수 있다.
즉, 새로운 LNT 촉매(30)에서는 많은 양의 NOx를 공급하여 항상 NOx의 슬립률이 동일한 수준이 되도록 하고, 이렇게 함으로써 매연 필터(40)에서 수트(soot)를 촉매 열화 정도에 무관하게 정상적으로 재생할 수 있다.
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.
Claims (8)
- 희박한 분위기에서 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착시키며, 상기 질소산화물의 농도에 따라 탈착된 질소산화물을 슬립시키는 LNT 촉매;
상기 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하고 LNT 촉매로부터 슬립된 질소산화물을 이용하여 상기 포집된 입자상 물질을 재생시키는 매연 필터; 그리고
차량의 적산거리에 따른 상기 LNT 촉매의 열화 정도에 따라 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 조절하여 슬립되는 NOx의 양을 조절하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는 적산거리가 제1설정치보다 작거나 제2설정치보다 크면 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 엔진에서 배출되는 NOx의 양은 적산거리가 제1설정치와 제2설정치 사이인 경우 적산거리의 증가에 따라 상기 제1설정치와 제2설정치에서 필요한 엔진에서 배출되는 NOx의 차이에 비례하여 감소하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치. - 제3항에 있어서,
상기 엔진에서 배출되는 NOx의 양은 EGR율, 부스트 압력, 주분사시기, 파일롯(pilot)분사시기에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치. - 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
배기파이프에서의 에미션량은 일정한 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치. - 배기 가스에 포함된 질소산화물을 흡장 또는 탈착하는 LNT 촉매와, 상기 LNT 촉매의 하류에 배치되어 있으며 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 포함하는 배기 가스 정화 장치의 제어 방법에 있어서,
엔진 운전 중에 적산거리가 제1설정치 이상인지를 판단하는 단계;
적산거리가 제1설정치 이상인 경우 적산거리가 제2설정치 이상인지를 판단하는 단계;
적산거리가 상기 제1설정치와 제2설정치 사이인 경우, 제1설정치에서의 엔진에서 배출되는 NOx의 양과 제2설정치에서의 엔진에서 배출되는 NOx의 양의 차이에 비례하여 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 EGR율, 부스트 압력, 주분사시기 및 파일롯(pilot)분사시기 중 하나 이상의 변수에 의해 조절하는 단계;
농후한 분위기를 조성하여 LNT 촉매로부터 NOx를 탈착하는 단계; 및
상기 탈착된 NOx를 슬립시켜 상기 매연 필터를 재생시키는 단계;
를 포함하는 배기 가스 정화 장치의 제어 방법. - 제6항에 있어서,
상기 적산거리가 제1설정치보다 작거나 제2설정치보다 크면, 공급되는 엔진에서 배출되는 NOx의 양을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치의 제어 방법. - 삭제
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