KR100820686B1 - Device having simulation soot logic - Google Patents

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Abstract

A device having a simulation soot operation logic in a steady traveling mode is provided to reduce a CPF(Catalyzed Particulate Filter) failure generated by wrong recognition of soot, by simulating a soot discharge value approximate to a real value and exactly recognizing soot collected in a CPF. In a device having a simulation soot operation logic in a steady traveling mode, an EGR(Exhaust Gas Recirculation)-on logic(1) is applied if EGR is added. The EGR-on logic calculates a factor value by dividing the exhaust flow by a lambda value during on-operation of EGR. The EGR-on logic calculates and outputs the amount of soot by applying the factor value to a first curve map(2) represented by the formula about the relation among exhaust flow, lambda, and soot maps. An EGR-off logic(3) is applied if EGR is not added. The EGR-off logic calculates a factor value by dividing the exhaust flow by a lambda value during off-operation of EGR. The EGR-off logic calculates and outputs the amount of soot by applying the factor value to a second curve map(4) represented by the formula about the relation among exhaust flow, lambda, and soot maps according to an engine operation region. A selection switch(5) selects an output value of the EGR-on logic or the EGR-off logic according to the EGR on/off state and outputs the chosen value.

Description

스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 갖는 장치{Device having simulation soot logic}Device having simulation soot logic in steady driving mode

도 1 은 종래의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 보인 도면.1 is a view showing a conventional simulation chute amount calculation logic.

도 2 는 본 발명의 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 보인 도면.2 is a view showing a simulation suit amount calculation logic in the steady running mode of the present invention.

도 3 은 본 발명에서 슈트량 연산에 영향을 미치는 배기유량과 람브다를 이용한 슈트량 결정 원리를 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining the principle of chute amount determination using the exhaust flow rate and lambda affecting the chute amount calculation in the present invention.

도 4 는 본 발명에 의한 슈트량 연산결과를 보인 그래프.4 is a graph showing the result of the chute amount calculation according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: EGR 온 로직, 2: 제 1 커브맵,1: EGR on logic, 2: first curvemap,

3: EGR 오프 로직, 4: 제 2 커브맵,3: EGR off logic, 4: second curve map,

5: 선택스위치,5: selector switch,

본 발명은 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 갖는 장치에 관한 것으로서, 특히 종래의 RPM과 연료량에 따라 결정되던 기존 맵구성을 탈피하여 슈트배출량에 큰 영향을 미치는 배기유량과 람브다를 이용하여 스태디 주행모드시 슈트 배출 특성을 더 정확하게 모사할 수 있고, 이를통해 슈트 배출값을 실제량과 더 근사하게 모사할 수 있음은 물론 CPF 내에 포집되어 있는 슈트량을 보다 더 정확하게 인식함에 따라 슈트량 오인식에 의해 발생할 수 있는 CPF 고장의 위험을 감소시킬 수 있도록 한 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 갖는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device having a simulation chute calculation logic in the steady running mode, and in particular, by using an exhaust flow rate and a lambda having a large influence on chute emissions by avoiding a conventional map configuration determined according to the conventional RPM and fuel amount. This allows more accurate simulation of the chute discharge characteristics in the steady driving mode, which allows the chute discharge value to be more closely approximated with the actual quantity, as well as more accurate recognition of the chute trapped in the CPF. The present invention relates to a device having a simulation chute computation logic in a steady running mode to reduce the risk of CPF failures caused by quantity misrecognition.

일반적으로 CPF 내에 포집된 슈트(Soot)량을 검출하는 방법은 크게 차압모델에 의한 검출법과 시뮬레이션(Simulation)법에 의한 검출법으로 크게 나뉜다.In general, a method for detecting the amount of soot captured in the CPF is largely divided into a detection method using a differential pressure model and a detection method using a simulation method.

차압모델에 의한 검출법은 차압센서에 의하여 CPF 필터의 차압값을 기초로 슈트량을 계산하는 방법을 띄나 필터 자체 배압 편차, Ash 퇴적상태, 차압센서 및 온도센서 부품편차, 필터내부의 슈트 퇴적상태에 따라 정확한 슈트량을 검출하는데 한계가 있다.The differential pressure model detects the chute amount based on the differential pressure value of the CPF filter by the differential pressure sensor.However, the differential pressure of the filter itself depends on the back pressure deviation of the filter, ash accumulation, differential pressure sensor and temperature sensor components, and Therefore, there is a limit in detecting an accurate chute amount.

이에대한 대안으로 제공된 것이 시뮬레이션 법에 의한 슈트량 검출법으로서,As an alternative to this, the chute amount detection method by the simulation method,

도 1 에 도시된 바와같이 차량 주행모드의 스태디(Steady)상태와 다이나믹(Dynamic)상태에 대한 슈트량을 구한 후 합하여 최종적인 시뮬레이션에 의한 슈트량을 출력하는 것이다.As shown in FIG. 1, a chute amount for a steady state and a dynamic state in a vehicle driving mode is obtained and summed to output a chute amount by a final simulation.

그러나 종래 시뮬레이션 법에 의한 슈트량 검출법은 스태디 주행모드에서 사용된 맵이 단순히 EGR 온동작 상태인 경우와 EGR 오프 상태의 경우로 나누어 각각의 경우에 대해 엔진 작동영역에 대해서만 슈트량을 계산하는 방법을 쓰기 때문에 엔진에서 배출되는 슈트량을 예측하는데 한계가 발생하는 문제점이 있었다.However, the conventional method of detecting the chute amount is divided into the case where the map used in the steady driving mode is simply the EGR on state and the EGR off state, and the chute amount is calculated only for the engine operating area for each case. There is a problem in that there is a limit in estimating the amount of chute discharged from the engine because

즉, 슈트량 예측의 가장 중요한 인자인 배기유량과 람브다(Lambda)값이 슈트량을 계산하는 중요한 인자가 되나(예를들면 람브다 값이 동일한 값을 갖더라도 이때의 배기유량에 따라 총 배출되는 슈트량이 가변된다.) 종래기술은 이러한 경향을 충분히 반영하지 못하는 것이다.In other words, the exhaust flow rate and Lambda value, which are the most important factors for chute quantity prediction, are important factors for calculating chute quantity (for example, even if the Lambda value has the same value, The amount of chutes to be varied varies.) The prior art does not sufficiently reflect this tendency.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 EGR 온동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 제 1 커브맵에 적용하여 슈트(SOOT)량을 연산 출력하는 EGR 온 로직과; EGR 오프동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 제 2 커브맵에 적용하여 슈트량을 연산 출력하는 EGR 오프 로직과; EGR 온/오프 상태에 따라 상기 EGR 온로직 또는 EGR 오프로직의 출력값을 선택하여 출력하는 선택스위치; 로 구성하므로서, 종래의 RPM과 연료량에 따라 결정되던 기존 맵구성을 탈피하여 슈트배출량에 큰 영향을 미치는 배기유량과 람브다를 이용하여 스태디 주행모드시 슈트 배출 특성을 더 정확하게 모사할 수 있고, 이를통해 슈트 배출값을 실제량과 더 근사하게 모사할 수 있음은 물론 CPF 내에 포집되어 있는 슈트량을 보다 더 정확하게 인식함에 따라 슈트량 오인식에 의해 발생할 수 있는 CPF 고장의 위험을 감소시킬 수 있도록 한 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 갖는 장치를 제공함을 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above problem, the present invention provides an EGR on logic that calculates and outputs a SOOT amount by dividing the exhaust flow rate by lambda during the EGR on operation, and applying the factor value to the first curve map. and; An EGR off logic that calculates and outputs a chute amount by dividing the exhaust flow rate by a lambda during an EGR off operation, and applying the factor value to a second curve map; A selection switch for selecting and outputting an output value of the EGR on logic or EGR off logic according to an EGR on / off state; In this way, it is possible to more accurately simulate the chute emission characteristics in the steady running mode by using the exhaust flow rate and lambda which have a large influence on the chute discharge by escaping the existing map structure determined by the conventional RPM and fuel amount. This allows you to more closely simulate the chute emission value with the actual quantity, as well as to more accurately recognize the chute trapped in the CPF, thus reducing the risk of CPF failures caused by chute misrecognition. An object of the present invention is to provide a device having a simulation chute calculation logic in a tadi running mode.

이하, 첨부된 도면 도 2 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 2 to 4.

상기 도면에 의하면,According to the drawing,

목적달성을 위한 본 발명은,The present invention for achieving the object,

EGR이 들어가는 경우 적용되는 부분으로, EGR 온동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 엔진작동영역에 따른 배기유량맵과 람다맵, 슈트맵 간의 관계로 이루어진 실험식인 제 1 커브맵(2)에 적용하여 슈트(SOOT)량을 연산 출력하는 EGR 온 로직(1)과; This is the part that is applied when EGR enters, and the factor value is obtained by dividing the exhaust flow rate by lambda during EGR on operation. An EGR on logic (1) applied to one curve map (2) to calculate and output the amount of SOOT;

EGR이 들어가지 않는 경우 적용되는 부분으로, EGR 오프동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 엔진작동영역에 따른 배기유량맵과 람다맵, 슈트맵 간의 관계로 이루어진 실험식인 제 2 커브맵(4)에 적용하여 슈트량을 연산 출력하는 EGR 오프 로직(3)과; This is applicable when EGR does not enter. The empirical formula is obtained by dividing the exhaust flow rate by lambda during the EGR off operation and calculating the factor value by the relationship between the exhaust flow map, lambda map and chute map according to the engine operating area. An EGR off logic 3 that calculates and outputs the chute amount by applying to the second curve map 4;

이러한 EGR 온/오프 상태에 따라 상기 EGR 온로직(1) 또는 EGR 오프로직(3)의 출력값을 선택하여 출력하는 선택스위치(5);로 구성한 것을 특징으로 한다.And a selection switch 5 for selecting and outputting an output value of the EGR on logic 1 or the EGR off logic 3 according to the EGR on / off state.

또한, 상기 EGR 온 로직(1)은 제 1 커브맵(2)에서 출력된 슈트량에 EGR 온동작시 차량의 운행상태나 온도조건에 따라 결정되는 EGR 양인 EGR율을 반영할 수 있도록 EGR의 적게 들어가는 양을 보정하기 위한 감쇄팩터로서의 EGR팩터(Factor)를 곱하여 슈트량을 보정 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the EGR on logic 1 has a small EGR so that the chute output from the first curve map 2 can reflect the EGR rate, which is an amount of EGR determined according to the driving conditions or temperature conditions of the vehicle during the EGR on operation. The chute amount is corrected and output by multiplying the EGR factor (Factor) as the attenuation factor for correcting the amount to be entered.

또한, 상기 제 1 및 제 2 커브맵(2)(4)은 슈트량을 'Y', 인자값(배기유량/람브다값)을 'X'라 할때, Further, when the first and second curve maps 2 and 4 assume the chute amount 'Y' and the print value (exhaust flow rate / lambda value) is 'X',

Y = -1E-06X2 + 0.0021X + 0.0124 의 식에 의해 슈트량 커브곡선을 생성하는 것을 특징으로 한다.The chute amount curve is generated by the formula Y = -1E-06X 2 + 0.0021X + 0.0124.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.

본 발명은 스태디 주행모드에서 EGR 온/오프에 따른 슈트량을 시뮬레이션할때 중요인자인 배기유량과 람브다값을 이용하여 슈트량을 연산하며, 그 기술적배경을 도 3 을 참조하여 설명한다.The present invention calculates the chute amount using the exhaust flow rate and lambda values, which are important factors when simulating the chute amount according to EGR on / off in the steady running mode, the technical background will be described with reference to FIG.

도 3 은 실제차량을 샤시 다이나모미터(Dynamometer)에 장착한 후 동일 작동지점(RPM 및 연료량고정)을 505초 동안 주행한 후 PM 여지(Real Soot) 분석에 의한 슈트(Soot)량을 도시한 시험자료이다.3 is a test showing the amount of soot by PM Real Soot analysis after driving the same operating point (RPM and fuel level fixed) for 505 seconds after mounting the actual vehicle to the chassis dynamometer. Data.

이러한 실험은 도 3 (a)와 같이 1~5까지의 5포인트에 대해서 시험되었고, 각각의 경우에 대한 배기유량과 람브다값을 도 3 (b)와 같이 표시한다. 이때, 람브다/배기유량에 대한 슈트 배출량은 도시한 도 3 (c)처럼 2차 다항함수로 나타나는 일정한 경향을 보이고 있음을 확인할 수 있다.These experiments were tested for five points from 1 to 5 as shown in FIG. At this time, it can be seen that the chute discharge for the lambda / exhaust flow shows a certain tendency represented by the second polynomial function as shown in Figure 3 (c).

상기 2차 다항함수는 슈트량을 'Y', 인자값(배기유량/람브다값)을 'X'라 할때, The second polynomial function is assumed that the chute amount is 'Y' and the printing value (exhaust flow rate / lambda value) is 'X',

Y = -1E-06X2 + 0.0021X + 0.0124 의 식으로 나타난다.Y = -1E-06X 2 + 0.0021X + 0.0124

이러한 영향도 분석을 통하여 기존 엔진작동영역(RPM vs 연료량)에 의한 스태디 맵 구성보다 실제 엔진의 특성을 더 잘 반영할 수 있는 커브맵을 제공할 수 있게된다.Through the analysis of the influence, it is possible to provide a curve map that can reflect the characteristics of the actual engine better than the steady map configuration by the existing engine operating area (RPM vs fuel amount).

일반적으로 슈트 생성량에 있어서 람브다값(Lambda)과 배기유량(dvol)은 일정한 상관관계를 갖는다. 람브다값이 동일할 경우 생성되는 슈트량은 배기유량에 비례하여 방출되고, 반대로 배기유량이 같을 경우 방출되는 슈트량은 람브다값이 작을수록 슈트량이 증대된다. 이렇게 람브다값에 반비례하고 배기유량에 비례하는 슈트배출특성간의 관계를 이용하여 슈트 배출특성에 대한 실험식을 밝혀낼 수 있다.In general, the lambda value Lambda and the exhaust flow rate dvol have a constant correlation with the chute generation amount. When the lambda values are the same, the chute amount generated is discharged in proportion to the exhaust flow rate. On the contrary, when the exhaust flow rates are the same, the chute quantity is increased as the lambda value is smaller. Using the relationship between chute discharge characteristics inversely proportional to the lambda value and proportional to the exhaust flow rate, the empirical equation for chute discharge characteristics can be found.

즉, 슈트배출량은 배기유량/람브다값 에 비례하는 것이다.In other words, the chute discharge rate is proportional to the exhaust flow rate / lambda value.

이하 본 발명의 동작을 설명한다.The operation of the present invention will be described below.

스태디 주행모드에서 EGR 온상태이면 EGR 온 로직(1)은 배기유량을 람브다값으로 나누어 인자값을 생성하고, 상기 생성된 인자값을 제 1 커브맵(2)의 2차 다항식에 입력하여 슈트량을 연산하고, 상기 연산된 슈트량에 연소실에 유입되는 EGR율에 따른 팩터를 곱하여 슈트량을 보정 출력하게 된다.In the steady running mode, when the EGR is on, the EGR on logic 1 generates a factor value by dividing the exhaust flow rate by a lambda value, and inputs the generated factor value into a second polynomial of the first curve map 2 to generate a factor value. The amount is calculated, and the chute amount is corrected and output by multiplying the calculated chute amount by a factor according to the EGR rate flowing into the combustion chamber.

상기 EGR율은 'facEGRCor'의 값에 따라 결정되고, 이 값에 따른 일차원 팩터맵을 도입('PFlt_facEGRSotSimBas_CUR')하여 EGR팩터를 구하며, 이때 얻어진 EGR팩터를 EGR 온동작시 제 1 커브맵(2)에서 얻어진 슈트량에 곱하여 슈트량을 보정하게된다.The EGR rate is determined according to the value of 'facEGRCor', and the EGR factor is obtained by introducing a one-dimensional factor map according to this value ('PFlt_facEGRSotSimBas_CUR'). The chute quantity is corrected by multiplying the chute quantity obtained in.

한편, EGR이 오프된 상태에서는,  On the other hand, in the state where EGR is off,

EGR 오프 로직(3)에 의해 슈트량이 시뮬레이션 연산된다.The chute amount is simulated by the EGR off logic 3.

즉, EGR 오프동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 제 2 커브맵(4)에 적용하여 슈트량을 연산 출력한다.That is, in the EGR off operation, the exhaust flow rate is divided by the lambda to obtain a print value, and the print value is calculated and output by applying the print value to the second curve map 4.

이때, 선택스위치(5)는 EGR의 온 또는 오프 상태에 따라 상기 EGR 온 로직(1) 또는 EGR 오프 로직(3)의 출력값을 선택하여 출력하게되는 것이다.At this time, the selection switch 5 selects and outputs an output value of the EGR on logic 1 or the EGR off logic 3 according to the on or off state of the EGR.

한편, 도 4 는 본 발명에 의하여 슈트량 검출의 주요인자인 람브다값과 배기 유량으로 고려된 커브맵을 토대로 실제 차량 주행을 통하여 검증한 결과로서,On the other hand, Figure 4 is a result verified by the actual vehicle running on the basis of the curve map considered as the lambda value and the exhaust flow rate, the main factor of the chute amount detection by the present invention,

실제 CPF 무게를 측정한 결과와 비교하면 기존 차압모델에 의한 슈트량 대비 더 정확한 거동을 보이며 거의 오차가 발생없이 정확한 값을 보임을 확인할 수 있었다.Compared with the result of measuring the actual CPF weight, it showed more accurate behavior compared to the chute amount by the existing differential pressure model and showed the exact value with almost no error.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 EGR 온동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 제 1 커브맵에 적용하여 슈트(SOOT)량을 연산 출력하는 EGR 온 로직과; EGR 오프동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 제 2 커브맵에 적용하여 슈트량을 연산 출력하는 EGR 오프 로직과; EGR 온/오프 상태에 따라 상기 EGR 온로직 또는 EGR 오프로직의 출력값을 선택하여 출력하는 선택스위치; 로 구성하므로서, 종래의 RPM과 연료량에 따라 결정되던 기존 맵구성을 탈피하여 슈트배출량에 큰 영향을 미치는 배기유량과 람브다를 이용하여 스태디 주행모드시 슈트 배출 특성을 더 정확하게 모사할 수 있고, 이를통해 슈트 배출값을 실제량과 더 근사하게 모사할 수 있음은 물론 CPF 내에 포집되어 있는 슈트량을 보다 더 정확하게 인식함에 따라 슈트량 오인식에 의해 발생할 수 있는 CPF 고장의 위험을 감소시킬 수 있도록 한 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.As described above, the present invention includes an EGR on logic for calculating a factor value by dividing the exhaust flow rate by lambda during the EGR on operation, and applying the factor value to the first curve map to calculate and output the SOOT amount; An EGR off logic that calculates and outputs a chute amount by dividing the exhaust flow rate by a lambda during an EGR off operation, and applying the factor value to a second curve map; A selection switch for selecting and outputting an output value of the EGR on logic or EGR off logic according to an EGR on / off state; In this way, it is possible to more accurately simulate the chute emission characteristics in the steady running mode by using the exhaust flow rate and lambda which have a large influence on the chute discharge by escaping the existing map structure determined by the conventional RPM and fuel amount. This allows you to more closely simulate the chute emission value with the actual quantity, as well as to more accurately recognize the chute trapped in the CPF, thus reducing the risk of CPF failures caused by chute misrecognition. The effect of providing the simulation chute calculation logic in the tadi running mode can be expected.

Claims (3)

EGR이 들어가는 경우 적용되는 부분으로, EGR 온동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 엔진작동영역에 따른 배기유량맵과 람다맵, 슈트맵 간의 관계로 이루어진 실험식인 제 1 커브맵(2)에 적용하여 슈트(SOOT)량을 연산 출력하는 EGR 온 로직(1)과; This is the part that is applied when EGR enters, and the factor value is obtained by dividing the exhaust flow rate by lambda during EGR on operation. An EGR on logic (1) applied to one curve map (2) to calculate and output the amount of SOOT; EGR이 들어가지 않는 경우 적용되는 부분으로, EGR 오프동작시 배기유량을 람브다로 나누어 인자값을 구하고, 그 인자값을 엔진작동영역에 따른 배기유량맵과 람다맵, 슈트맵 간의 관계로 이루어진 실험식인 제 2 커브맵(4)에 적용하여 슈트량을 연산 출력하는 EGR 오프 로직(3)과; This is applicable when EGR does not enter. The empirical formula is obtained by dividing the exhaust flow rate by lambda during the EGR off operation and calculating the factor value by the relationship between the exhaust flow map, lambda map and chute map according to the engine operating area. An EGR off logic 3 that calculates and outputs the chute amount by applying to the second curve map 4; 이러한 EGR 온/오프 상태에 따라 상기 EGR 온로직(1) 또는 EGR 오프로직(3)의 출력값을 선택하여 출력하는 선택스위치(5);로 구성한 것을 특징으로 하는 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 갖는 장치.A selection switch 5 for selecting and outputting the output value of the EGR on logic 1 or the EGR off logic 3 according to the EGR on / off state; Device with operational logic. 제 1 항에 있어서, 상기 EGR 온 로직(1)은 제 1 커브맵(2)에서 출력된 슈트량에 EGR 온동작시 차량의 운행상태나 온도조건에 따라 결정되는 EGR 양인 EGR율을 반영할 수 있도록 EGR의 적게 들어가는 양을 보정하기 위한 감쇄팩터로서의 EGR팩터(Factor)를 곱하여 슈트량을 보정 출력하는 것을 특징으로 하는 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 갖는 장치.The EGR on logic 1 according to claim 1, the EGR on logic (1) can reflect the EGR rate which is the amount of EGR determined according to the driving condition or the temperature condition of the vehicle during the EGR on operation in the chute output from the first curve map (2). And the chute amount is corrected and output by multiplying the EGR factor (Factor) as an attenuation factor for correcting the small amount of the EGR. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커브맵(2)(4)은 슈트량을 'Y', 인자값(배기유량/람브다값)을 'X'라 할때,The method of claim 1, wherein the first and second curve maps (2) and (4) assume that the chute amount is 'Y' and the print value (exhaust flow rate / lambda value) is 'X'. Y = -1E-06X2 + 0.0021X + 0.0124 의 식에 의해 슈트량 커브곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 스태디 주행모드에서의 시뮬레이션 슈트량 연산로직을 갖는 장치.A device having a simulation chute calculation logic in a steady running mode, characterized in that the chute curve is generated by the formula Y = -1E-06X 2 + 0.0021X + 0.0124.
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