KR100196317B1 - 디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법 및 그 제어장치 - Google Patents

디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법 및 그 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온라인 방식을 채용함으로써 기구적인 메카니즘을 간소화하고, 다수개로 분할된 분할히터를 갖는 디젤기관용 매연필터의 작동을 순차적으로 적응 제어할 수 있도록 한 디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 매연필터에 삽입되는 전기히터가 각각 순차적으로 구동 제어되는 다수의 히터 세그먼트로 구성되는 분할히터이고, 시스템이 초기화된 상태에서 기설정된 소정시간 단위로 디젤엔진의 작동여부를 반복 체크하는 제 1 단계; 디젤엔진이 작동중일 때, 매연필터에 누적되는 입자상 물질의 양을 예측하는 데 필요한 정보 데이터를 수집하는 제 2 단계; 수집된 정보 데이터에 의거하여 매연필터에 누적된 입자상 물질을 계산하는 제 3 단계; 매연필터가 비재생모드이고, 계산된 누적 입자상 물질량이 기설정된 목표 누적량보다 적으면, 매연필터의 재생시점에 도달할 때까지 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 4 단계; 재생시점에 도달하면 비재생모드를 재생모드로 절환하고, 각 히터 세그먼트에 기설정된 소정레벨의 구동용 전원을 순차적으로 제공하면서, 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 5 단계; 매연필터가 재생모드이고, 계산된 누적 입자상 물질량이 기설정된 목표 누적량을 초과하면, 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하면서 매연필터에 누적되는 입자상 물질 정보에 의거하여 매연필터의 재생 종료시점을 계산하는 제 6 단계; 및 재생 종료시점에 도달하면 분할히터에 공급되는 구동용 전원을 차단하고, 비재생모드로 재생모드로 절환한 다음, 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 7 단계를 포함한다.

Description

디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법 및 그 제어장치
본 발명은 디젤기관용 매연필터 시스템에 사용되는 매연필터의 작동을 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 SFR(Sequential Filter Regeneration) 방식의 입자상 물질 제거장치(Diesel Particulate Filter ; 이하 DPF 라 약칭함)에 있어서 외부에 장착된 각종 센서로 부터의 데이터 정보를 이용하여 SFR 방식 필터에 삽입되어 있는 다수의 분할히터를 제어하는 데 적합한 매연필터 작동 제어방법 및 그 제어장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와같이, 디젤기관은 여러 가지 장점(예를들면, 엔진수명이 길고, 내구성이 뛰어남 등)을 갖는 반면에 대기오염에 심각한 영향을 미치는 입자상 물질을 배출한다는 문제가 있다. 즉, 이러한 입자상 물질은 대략 0.1 - 0.3μm 정도의 아주 작고 가벼운 입자로 대기중에 배출되어 부유하는 데, 인체의 폐에 흡입되어 여러 가지 질병을 일으키는 요인이 되고 있다.
따라서, 이와같이 디젤기관에서 배출되는 인체에 치명적인 입자상 물질을 제거하기 위한 연구가 도처에서 활발하게 진행되고 있는 실정이며, 이러한 연구의 결과로서 전기히터 방식을 채용하는 다공성벽을 갖는 매연필터(예를들면, 세라믹 필터 등)를 이용하여 입자상 물질을 제거하는 장치가 개발되어 실용화되어 있다.
한편, 이러한 전기히터 방식의 매연필터 시스템에 있어서, 배기가스에 포함된 입자성 물질중 필터벽의 세공 직경보다 큰 입자들은 필터벽을 통과하지 못하고 벽에 누적되는 데, 이러한 입자들의 누적으로 인해 필터의 전,후 부분에 압력차, 즉 압력강하가 발생하게 된다.
다른한편, 필터에 수집된 입자상 물질은, 예를들면 대략 500 - 600℃ 정도의 온도에서 점화되는 데, 디젤엔진에서 배출되는 배기가스의 온도는 대략 250 - 350℃ 정도이다. 전기히터를 이용하여 필터입구쪽의 온도를 입자상 물질의 점화온도까지 높여준다. 이때, 필터내의 산소농도가 최소한 2% 이상일 때 재생이 가능하므로, 송풍기 등을 이용한 공기공급장치를 이용하여 외부로 부터의 공기를 필터 입구측으로 공급한다. 이러한 공기공급장치는 입자 누적으로 인한 압력강하에 따른 배기가스의 유속제어에도 이용된다.
이때, 필터 트랩의 전면을 가열하는 전기히터는, 예를들면 나선형의 가열선 등으로 구성될 수 있는 데, 이때 소모되는 전류는 대략 100 - 160A 정도이다.
또한, 종래의 매연필터 시스템에는, 배기가스의 흐름을 통제하는 유로변경 밸브(즉, 배기밸브)가 필터 트랩의 입구측에 설치되는 데, 이러한 유로변경 밸브는 두 개의 필터 트랩중 한쪽이 재생중일 때 배기가스가 다른 한쪽으로 흐르도록 유도하는 역할을 수행한다.
따라서, 종래의 매연필터 시스템은, 엔진작동시에 발생하는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 상술한 바와같은 구조를 이용하여 주기적 또는 비주기적으로 제거한다.
그러나, 상기한 바와같이 매연필터에 수집된 입자상 물질을 제거하는 데 필요한 열원을 제공하는 전기히터를 구동하는 데 필요로 하는 전력소모가 클 뿐만 아니라 기구적인 메카니즘이 복잡하고 그로 인해 고장율이 잦다는 문제, 즉 필터로의 공기공급을 위한 장치, 배기가스의 유로변경을 위한 유로변경장치의 설치로 인해 기구적인 메카니즘이 복잡해지고 고장율이 높아지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온라인 방식을 채용함으로써 기구적인 메카니즘을 간소화할 수 있는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 다수개로 분할된 분할히터를 갖는 디젤기관용 매연필터의 작동을 순차적으로 적응 제어할 수 있는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일관점에 따른 본 발명은, 배기관 소정부분에 장착되며, 열원발생을 위한 전기히터가 내장되고 디젤기관에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 상기 발생된 열원을 이용하여 제거하는 매연필터의 작동을 제어하는 전자 제어장치를 구비한 매연 시스템에서 상기 매연필터이 작동을 제어하는 방법에 있어서, 상기 전기히터는, 그 구동이 각각 순차적으로 각각 제어되는 다수의 히터 세그먼트로 구성되는 분할히터이고, 상기 매연필터 작동 제어방법은: 상기 시스템이 초기화된 상태에서 기설정된 소정시간 단위로 상기 디젤엔진의 작동여부를 반복 체크하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서의 체크결과, 상기 디젤엔진이 작동중일 때, 상기 매연필터에 누적되는 상기 입자상 물질의 양을 예측하는 데 필요한 정보 데이터를 수집하는 제 2 단계; 상기 수집된 정보 데이터에 의거하여 상기 매연필터에 누적된 상기 입자상 물질을 계산하는 제 3 단계; 상기 매연필터가 비재생모드이고, 상기 계산된 누적 입자상 물질량이 기설정된 목표 누적량보다 적으면, 상기 매연필터의 재생시점에 도달할 때까지 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계에서 재생시점에 도달한 것으로 판단되면, 상기 비재생모드를 재생모드로 절환하고, 상기 각 히터 세그먼트에 기설정된 소정레벨의 구동용 전원을 순차적으로 제공하면서, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 5 단계; 상기 매연필터가 재생모드이고, 상기 계산된 누적 입자상 물질량이 기설정된 목표 누적량을 초과하면, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하면서 상기 매연필터에 누적되는 상기 입자상 물질 정보에 의거하여 상기 매연필터의 재생 종료시점을 계산하는 제 6 단계; 및 상기 제 6 단계에서 재생 종료시점에 도달한 것으로 판단되면, 상기 분할히터에 공급되는 구동용 전원을 차단하고, 상기 비재생모드로 재생모드로 절환한 다음, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 7 단계로 이루어진 디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 배기관 소정부분에 장착되며, 열원발생을 위한 전기히터가 내장되고 디젤기관에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 상기 발생된 열원을 이용하여 제거하는 매연필터의 작동을 제어하는 장치에 있어서, 상기 전기히터는, 그 구동이 각각 순차적으로 각각 제어되는 다수의 히터 세그먼트로 구성되는 분할히터이고, 상기 매연필터 작동 제어장치는: 상기 디젤기관의 엔진 RPM 을 측정하기 위한 RPM 측정부; 상기 매연필터측의 소정부분에 장착되어 상기 매연필터의 전,후간에 발생하는 압력차를 검출하여 그에 상응하는 압력 정보를 발생하는 압력센서; 상기 매연필터의 입구측에 장착되어 상기 매연필터의 입구측 온도를 검출하며, 그 검출결과에 상응하는 온도 정보를 발생하는 온도센서; 상기 디젤기관을 탑재한 차량의 액셀레이터 위치를 검출하며, 그 검출결과에 상응하는 위치 정보를 발생하는 포텐셔메터; 상기 검출된 RPM 정보, 검출된 압력 정보, 검출된 온도 정보 및 검출된 액셀레이터 위치 정보에 의거하여 상기 분할히터를 이루는 각 히터 세그먼트들의 순차적인 구동제어를 위한 히터 구동 제어신호를 발생하는 전자 제어장치; 상기 전자 제어장치에 기설정된 소정전원을 제공하고, 상기 분할히터 구동용 전원을 제공하는 전원 공급 블록; 및 상기 전자 제어장치로 부터의 구동 제어신호에 응답하여, 상기 전원 공급 블록에서 제공되는 소정레벨의 히터 구동용 전원을 상기 분할히터내 각 히터 세그먼트에 순차적으로 각각 제공하는 히터 구동부로 이루어진 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치에 대한 블록구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 매연필터의 온/오프 작동을 제어하는 과정을 도시한 플로우챠트
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
102 : RPM 측정부104 : 압력센서
106 : 온도센서108 : 포텐셔메터
110 : 전자 제어장치(ECU)112 : 전원 공급 블록
114 : 히터 구동부116 : 히터
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치에 대한 블록구성도이다.
동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 매연필터 작동 제어장치는 RPM 측정부(102), 압력센서(104), 온도센서(106), 포텐셔메터(108), 전자 제어장치(ECU)(110), 전원공급 블록(112), 히터 구동부(114), 전류 검출부(115) 및 히터(116)를 포함한다.
또한, 동도면에서의 도시는 생략되었으나, 본 발명에 따라 제어되는 매연필터는 두 개의 필터 트랩을 갖지 않고 온라인 방식으 하나의 배기경로만을 가지며, 매연필터에 삽입되어 자체 발생되는 열원을 이용하여 매연필터에 수집된 입자상 물질을 제거하는 전기히터로서는 분할히터, 예를들면 22 개로 분할된 다수의 히터 세그먼트들로 구성되며, 분할된 각 히터 세그먼트들은 외부 입력 데이터(예를들면, )에 의거하여 제어를 수행하는 전자 제어장치로 부터의 제어신호에 응답하여 각각 독립적으로 순차 구동(또는 작동)된다. 이때, 각 히터 세그먼트의 구동에 필요로 하는 전류는 대략 50A 정도가 소요된다.
도 1을 참조하면, RPM 측정부(102)는 운전자의 키조작에 따라 디젤엔진의 시동을 걸릴 때 엔진의 RPM 을 측정하며, 여기에서 측정된 엔진 RPM 정보는 전자 제어장치(110)로 제공된다. 또한, 압력센서(104)는 배기관의 압력을 감지, 즉 배기가스에 포함된 입자상 물질이 매연필터의 다공성벽에 누적되어 수집될 때 필터 전,후에 생기는 압력차를 감지하여 전자 제어장치(110)에 제공한다.
한편, 온도센서(106)는, 예를들면 열전대 등의 센서로 구성될 수 있는 데, 매연필터 입구측에 설치되어 필터 입구의 온도를 감지하며, 여기에서 감지된 온도 정보는 전자 제어장치(110)로 제공된다. 즉, 필터 트랩에 수집된 입자상 물질의 점화온도가 대략 500 - 600℃ 정도인 데 반해, 디젤엔진에서 배출되는 배기가스의 온도는 대략 250 - 350℃ 정도이다. 따라서, 매연필터에 기설정된 목표량의 입자상 물질이 수집됐을 때, 전원공급을 통해 다수의 히터 세그먼트로 분할된 전기히터를 순차 구동하여 필터 입구측의 온도를 입자상 물질의 점화온도로 상승시켜야 하는 데, 온도센서(106)에서는 이러한 제어를 위한 온도 정보를 검출하여 전자 제어장치(110)에 제공한다.
또한, 포텐셔메터(108)는, 디젤엔진이 작동중일 때 운전자에 의해 조작되는 액셀레이터의 위치 정보를 검출하여 전자 제어장치(110)에 제공한다.
즉, 본 발명에 따라 RPM 측정부(102), 압력센서(104), 온도센서(106) 및 포텐셔메터(108)에서 각각 검출되는 RPM 정보, 압력 정보, 온도 정보 및 액셀레이터 위치 정보들은 매연필터용 히터(116), 즉 다수의 히터 세그먼트로 분할된 분할히터들의 구동을 제어하기 위한 데이터로서 전자 제어장치(110)로 제공된다.
한편, 전자 제어장치(110)는, 예를들면 마이크로 프로세서로 구성되며, 상술한 바와같은 각 소자로부터 제공되는 정보 데이터에 의거하여 매연필터의 재생동작 제어를 위해 분할된 각 히터 세그먼트들의 구동을 순차 제어한다. 이때, 전원 공급 블록(112)에서는 전자 제어장치(110)에서 필요로하는 전원, 예를들면 5V 의 전원을 공급하며, 또한 히터(116)의 구동에 필요한 히터 구동전원을 후술하는 히터 구동부(114)에 제공한다.
즉, 전자 제어장치(110)에서는 RPM 정보, 압력 정보, 온도 정보 및 액셀레이터 위치 정보에 대한 데이터를 수집하고, 이 수집된 데이터들에 근거하여 필터에 누적된 배기가스량, 즉 입자상 물질의 누적량을 계산하며, 이러한 계산결과에 따라 모드를 결정, 즉 각 히터 세그먼트들을 순차적으로 온 시켜 입자상 물질을 제거하는 재생모드 또는 히터를 오프시키는 비재생모드를 결정한다.
또한, 전자 제어장치(110)는 수집된 데이터들에 의거하여, 각 히터 세그먼트들을 순차 구동하는 재생모드일 때 재생모드의 종료시점을 산출하고, 히터가 오프된 비재생모드일 때 재생모드의 시작시점을 산출하며, 이러한 산출결과에 의거하여 각 히터 세그먼트들의 구동을 온/오프 제어한다.
한편, 히터 구동부(114)는, 수집된 데이터들에 근거하는 상술한 전자 제어장치(110)로 부터로 부터의 구동 제어신호에 응답하여 히터(116)를 이루는 각 히터 세그먼트들의 구동에 필요한 구동전원을 공급한다. 이때, 히터(116)에 제공되는 구동전류는 대략 50A 정도이다. 이러한 히터 구동부(114)로서는, 예를들면 전계효과 트랜지스터(FET), 릴레이 등을 이용할 수 있다.
다른한편, 본 발명의 매연필터 작동 제어장치는 히터 구동부(114)에 흐르는 전류량을 검출, 즉 히터(116)를 이루는 각 히터 세그먼트로 공급되는 전류량을 검출하는 전류 검출부(115)를 구비하는 데, 여기에서 검출된 각 히터 세그먼트로의 공급 전류량 데이터는 전자 제어장치(110)로 제공된다.
따라서, 전자 제어장치(110)에서는 전류 검출부(115)를 통해 검출되어 제공되는 히터(116)로의 공급전류량 검출 정보에 의거하여, 재생모드시에 히터(116)가 정상적으로 동작하는지의 여부를 체크한다. 즉, 히터(116)에 공급되는 전류가 50A(±5A) 범위인지의 여부를 체크하여 히터(116)의 정상동작 여부를 검출한다.
한편, 히터(116)는, 분할된 다수의 히터 세그먼트(예를들면, 22개의 히터 세그먼트)들로 구성되며, 재생모드시에, 전자 제어장치(110)의 제어에 의거하여 히터 구동부(114)를 통해 제공되는 구동전원에 따라 구동되므로써, 도시 생략된 필터 입구측의 온도를 입자상 물질의 점화온도로 상승시켜 필터에 수집된 입자상 물질을 제거한다. 즉, 히터(116)를 이루는 각 히터 세그먼트(a1,a2,a3, - - an)들은 히터 구동부(114)를 통해 공급되는 구동전원에 따라 순차적, 즉 a1 - a2 - a3 - - - - an 의 순서로 자동 구동된다.
다음에, 상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 매연필터 작동 제어장치를 이용하여 매연필터의 작동을 제어하는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 매연필터의 온/오프 작동을 제어하는 과정을 도시한 플로우챠트를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디젤엔진을 탑재한 차량의 엔진이 정지된 상태에서 시스템이 초기화, 즉 전자 제어장치(110)는 모든 입력 데이터를 초기화시켜 대기상태를 유지하며(단계 202), 시스템이 초기화되면 전자 제어장치(110)는 엔진의 작동여부를 체크하며(단계 204), 여기에서의 체크결과 엔진이 미작동중인 것으로 판단되면 운전자에게 엔진 미작동을 시각적으로 알리는 램프를 점등시키며(단계 206), 처리는 단계(204)로 되돌아간다. 이러한 엔진의 작동여부 체크는 기설정된 시간간격, 예를들면 1초 주기로 수행된다. 이때, 엔진 작동 여부의 체크는 RPM 측정부(102)에서 제공되는 RPM 정보와 압력센서(104)에서 제공되는 압력 정보에 의해 실행된다.
한편, 상기 단계(208)에서의 체크결과, 엔진이 작동된 것으로 판단되면, 처리는 단계(210)로 진행되며 전자 제어장치(110)에서는 외부로 부터의 데이터, 즉 RPM 측정부(102), 압력센서(104), 온도센서(106) 및 포텐셔메터(108)로부터 각각 제공되는 RPM 정보, 압력 정보, 온도 정보 및 액셀레이터 위치 정보에 의거하여 필터에 누적된 배기가스량(입자상 물질)을 계산한다(단계 210). 이때, 발생되는 배기가스량은, 예를들어 엔진 RPM, 액셀레이터 위치 등의 외부 요인에 따라 발생되는 배기가스량을 계산하고, 이 계산된 배기가스량을 누적함으로써 계산된다.
다음에, 단계(212)에서는 현재의 모드가 재생모드인지 비재생모드인지의 여부를 체크한다. 이 단계(212)에서의 체크결과, 현재의 모드가 재생모드가 아닌 것으로 판단, 즉 계산되어 누적된 배기가스량(입자상 물질)이 재생을 위한 목표 누적량이 아닌 것으로 판단되면, 처리는 단계(214)로 진행되어 재생 시점을 계산한다. 이때, 단계(214)에서의 재생시점 계산은, 예를들어 배기가스 목표 누적량이 3g 이라고 가정하고, 매초마다 0.3g 의 입자상 물질이 필터에 누적(이때, 실제적인 입자 누적량은 RPM 등의 외적요인에 수시로 변화됨)된다고 가정할 때, 단계(216)에서 단계(204)로 되돌아가는 경로를 통해 필터에 누적되는 입자상 물질의 양에 의해 결정될 것이다.
따라서, 단계(216)에서의 체크결과, 재생시점, 즉 누적된 배기가스량이 기설정된 배기가스 누적 목표치에 도달한 것으로 판단되면, 처리는 단계(218)로 진행되며 단계(218)에서는 현재의 비재생모드 상태를 재생모드로 절환하고, 히터(116)를 구동, 즉 전자 제어장치(110)가 히터 구동부(114)에 구동 제어신호를 발생함으로써 히터 구동부(114)를 통해 히터(116)를 이루는 분할된 각 히터 세그먼트들로 구동전원이 순차적으로 제공되어 각 히터 세그먼트(a1,a2,a3, - - an)들이 순차적으로 각각 구동되며, 그 결과 필터에 누적된 입자상 물질들이 제거될 것이다. 그런다음, 처리는 상술한 단계(204)로 되돌아가 그 이후의 과정을 반복 수행하게 될 것이다.
다른한편, 상기 단계(212)에서의 체크결과, 현재의 모드가 재생모드인 것으로 판단, 즉 단계(210)를 통해 계산되어 누적된 배기가스량(입자상 물질)이 재생을 위한 목표 누적량에 도달한 것으로 판단되면, 처리는 단계(220)로 진행되어 히터 구동부(114)를 통해 히터(116)에 공급되는 전류를 체크한다. 즉, 전자 제어장치(110)에서는 전류 검출부(115)를 통해 검출되어 제공되는 히터(116)로의 공급전류량 검출 정보에 의거하여, 재생모드시에 히터(116)가 정상적으로 동작하는지의 여부를 체크한다. 이때, 히터(116)에 공급되는 전류가 50A(±5A) 범위이면 히터(116)가 정상동작을 수행하는 것으로 판단한다.
다음에, 단계(222)에서는 연속적인 재생시간을 계산하며, 이러한 계산결과에 의거하여 재생모드의 종료시점을 계산한다. 그런다음 단계(224)에서는 종료시점인지의 여부를 체크한다. 즉, 단계(222)에서의 재생시간 계산은, 매초마다 발생되는 배기가스량 정보 및 히터구동을 통해 제거되는 배기가스 정보에 의거하여 수행되는 데, 이러한 계산은 단계(224)에서 전술한 단계(204)로 되돌아가는 경로를 통해 필터에서 제거되는 입자상 물질의 양 및 필터에 누적되는 입자상 물질의 양간의 결합에 의해 유동적으로 결정될 것이다.
따라서, 단계(224)에서의 체크결과, 재생 종료시점, 즉 현재 누적된 배기가스량이 기설정된 배기가스 누적 목표치 이하로 된 것으로 판단되면, 처리는 단계(226)로 진행되며 단계(226)에서는 히터(16)의 구동을 오프시키고, 현재의 재생모드 상태를 비재생모드로 절환한다. 그런다음, 처리는 전술한 단계(204)로 되돌아가 그 이후의 과정을 반복 수행하게 될 것이다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 온라인 방식을 채용하여 종래의 매연필터 제어장치에서 필요로 하는 유로변경 밸브 및 공기공급장치이 없이도 효과적인 매연필터 동작을 제어함으로써, 전체 매연필터 시스템의 구조를 간소화하여 기구적인 메카니즘에 따른 고장율을 현저하게 억제할 수 있다. 또한, 본 발명은 기구적이 메카니즘의 간소화를 통해 전체 시스템의 제조비용 절감을 꾀할 수 있다.
더욱이, 본 발명은, 종래의 일체형 원형히터 대신에 순차적으로 각각 구동되는 다수의 히터 세그먼트들로 구성되는 분할히터를 채용함으로써, 필터에 누적된 입자상 물질을 제거하기 위해 채용하는 히터로의 공급 전류를 최소화하여 히터 구동에 소요되는 전력소모를 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (9)

  1. 배기관 소정부분에 장착되며, 열원발생을 위한 전기히터가 내장되고 디젤기관에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 상기 발생된 열원을 이용하여 제거하는 매연필터의 작동을 제어하는 전자 제어장치를 구비한 매연 시스템에서 상기 매연필터이 작동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전기히터는, 그 구동이 각각 순차적으로 각각 제어되는 다수의 히터 세그먼트로 구성되는 분할히터이고,
    상기 매연필터 작동 제어방법은:
    상기 시스템이 초기화된 상태에서 기설정된 소정시간 단위로 상기 디젤엔진의 작동여부를 반복 체크하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계에서의 체크결과, 상기 디젤엔진이 작동중일 때, 상기 매연필터에 누적되는 상기 입자상 물질의 양을 예측하는 데 필요한 정보 데이터를 수집하는 제 2 단계;
    상기 수집된 정보 데이터에 의거하여 상기 매연필터에 누적된 상기 입자상 물질을 계산하는 제 3 단계;
    상기 매연필터가 비재생모드이고, 상기 계산된 누적 입자상 물질량이 기설정된 목표 누적량보다 적으면, 상기 매연필터의 재생시점에 도달할 때까지 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계에서 재생시점에 도달한 것으로 판단되면, 상기 비재생모드를 재생모드로 절환하고, 상기 각 히터 세그먼트에 기설정된 소정레벨의 구동용 전원을 순차적으로 제공하면서, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 5 단계;
    상기 매연필터가 재생모드이고, 상기 계산된 누적 입자상 물질량이 기설정된 목표 누적량을 초과하면, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하면서 상기 매연필터에 누적되는 상기 입자상 물질 정보에 의거하여 상기 매연필터의 재생 종료시점을 계산하는 제 6 단계; 및
    상기 제 6 단계에서 재생 종료시점에 도달한 것으로 판단되면, 상기 분할히터에 공급되는 구동용 전원을 차단하고, 상기 비재생모드로 재생모드로 절환한 다음, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 순차적으로 반복 수행하는 제 7 단계
    로 이루어진 디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 데이터는, 엔진의 RPM 정보, 상기 매연필터 전,후간의 압력차 정보, 상기 매연필터의 입구측 온도 정보 및 상기 디젤기관을 탑재한 차량의 액셀레이터 위치 정보인 것을 특징으로 하는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분할히터는, 22개의 히터 세그먼트로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어방법.
  4. 배기관 소정부분에 장착되며, 열원발생을 위한 전기히터가 내장되고 디젤기관에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 상기 발생된 열원을 이용하여 제거하는 매연필터의 작동을 제어하는 장치에 있어서,
    상기 전기히터는, 그 구동이 각각 순차적으로 각각 제어되는 다수의 히터 세그먼트로 구성되는 분할히터이고,
    상기 매연필터 작동 제어장치는:
    상기 디젤기관의 엔진 RPM 을 측정하기 위한 RPM 측정부;
    상기 매연필터측의 소정부분에 장착되어 상기 매연필터의 전,후간에 발생하는 압력차를 검출하여 그에 상응하는 압력 정보를 발생하는 압력센서;
    상기 매연필터의 입구측에 장착되어 상기 매연필터의 입구측 온도를 검출하며, 그 검출결과에 상응하는 온도 정보를 발생하는 온도센서;
    상기 디젤기관을 탑재한 차량의 액셀레이터 위치를 검출하며, 그 검출결과에 상응하는 위치 정보를 발생하는 포텐셔메터;
    상기 검출된 RPM 정보, 검출된 압력 정보, 검출된 온도 정보 및 검출된 액셀레이터 위치 정보에 의거하여 상기 분할히터를 이루는 각 히터 세그먼트들의 순차적인 구동제어를 위한 히터 구동 제어신호를 발생하는 전자 제어장치;
    상기 전자 제어장치에 기설정된 소정전원을 제공하고, 상기 분할히터 구동용 전원을 제공하는 전원 공급 블록; 및
    상기 전자 제어장치로 부터의 구동 제어신호에 응답하여, 상기 전원 공급 블록에서 제공되는 소정레벨의 히터 구동용 전원을 상기 분할히터내 각 히터 세그먼트에 순차적으로 각각 제공하는 히터 구동부
    로 이루어진 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 작동 제어장치는, 상기 분할히터로 공급되는 전류량을 검출하는 전류 검출부를 더 포함하며,
    상기 전자 제어장치는, 상기 전류 검출부로부터 제공되는 검출 전류량 정보에 의거하여 상기 분할히터의 정상동작 상태를 체크하는 것을 특징으로 하는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 분할히터는, 22개의 히터 세그먼트로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치.
  7. 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 온도센서는, 열전대인 것을 특징으로 하는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치.
  8. 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 히터 구동부는, 전계효과 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치.
  9. 제 4 항, 제 5항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 히터 구동부는, 릴레이로 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤기관용 매연필터의 작동 제어장치.
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