KR100836336B1 - 매연 여과 장치 및 이를 이용한 매연 여과 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 보정함으로써 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량과 실제 CPF가 포집한 슈트량의 차이를 줄일 수 있는 매연 여과 장치 및 이를 이용한 매연 여과 방법에 관한 것이다.

본 발명의 매연 여과 방법은 CPF로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양을 측정하고, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도를 측정하며, 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태를 확인하는 제1 단계와; 측정한 상기 NOx의 양이 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스에 포함된 C의 양의 8배를 초과하고, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도가 250℃를 초과하고 300℃ 미만이며, 상기 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태에 따른 차량의 주행 상태가 일반 주행 상태라면 상기 CPF에 CRT가 발생했다라고 판정하는 제2 단계와; 상기 CRT가 발생할 때의 차량의 속도를 확인하고, 확인한 상기 차량의 속도에 따라 슈트의 보정량을 결정하는 제3 단계와; 상기 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량에 상기 슈트의 보정량을 가산하여 상기 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 보정하는 제4 단계를 포함한다.

CRT, CPF, 녹스 센서, 온도 센서, 슈트량 보정

Description

매연 여과 장치 및 이를 이용한 매연 여과 방법{Filtering apparatus of sooty smoke and filtering method using the same}

도 1a는 CRT 발생 후에 CPF가 포집한 실제 슈트량과 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량의 차이를 설명하기 위한 도면.

도 1b는 CRT 발생 전에 CPF가 포집한 실제 슈트량과 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량을 나타내는 그래프.

도 1c는 CRT 발생 후에 CPF가 포집한 실제 슈트량과 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량을 나타내는 그래프들.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 장치를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 방법을 나타내는 순서도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슈트의 보정량을 결정하기 위한 그래프.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 CRT 발생 후에 CPF가 포집한 실제 슈트량과 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량을 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : CPF 12 : 녹스 센서

14 : 온도 센서

본 발명은 매연 여과 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 보정함으로써 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량과 실제 CPF가 포집한 슈트량의 차이를 줄일 수 있는 매연 여과 장치 및 이를 이용한 매연 여과 방법에 관한 것이다.

매연 여과 시스템은 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 슈트(soot)를 제거하는 시스템이다. 매연 여과 시스템은 배기가스에 포함된 슈트를 제거하기 위하여 배기가스에 포함된 슈트를 포집하는 CPF(Catalytic Particulate Filter)를 구비하며, CPF는 배기가스에 포함된 슈트를 포집한 후 CRT(Continuous Regeneration Trap)를 발생시켜 연소함으로써 배기가스에서 슈트를 제거한다.

그러나, 종래의 매연 여과 시스템에서 도 1a에 도시된 바와 같이 CRT 발생 후에 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량은 실제 CPF에 포집되어 있는 슈트량과는 많은 오차를 가진다. 상세히 하면, 종래의 매연 여과 시스템에서 도 1b에 도시된 바와 같이 CTR 발생 전에는 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량은 실제 CPF가 포집한 슈트량과 차이를 가지지 않지만, CTR 발생 후에는 도 1c에 도시된 바와 같이 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량은 실제 CPF가 포집한 슈트량과 많은 차이를 가진다. 왜냐하면, ECU는 CRT가 발생할 때 차량의 속도 등을 고려하지 않고 CRT의 발생에 의해 CPF에 포집된 슈트의 일정량이 연소되었을 것이라고 판단하여 CRT 발생 후에 CPF에 포집된 슈트량을 추정하지만, CRT의 발생에 의해 실제 연소되는 슈트량은 CRT가 발생할 때 차량의 속도 등에 의해서 크게 좌우된다. 속도가 높을 때는 CRT의 발생에 의해 연소되는 실제 슈트량은 매우 크지만, 속도가 낮을 때는 CRT의 발생에 의해 연소되는 실제 슈트량은 작다. 따라서, 종래의 매연 여과 시스템에서 CRT가 발생할 때 차량의 속도가 낮으면 도 1c에 도시된 바와 같이 CRT의 발생으로 연소한 후에 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량은 CRT의 발생 후에 실제 CPF에 포집되어 있는 슈트량과 많은 오차를 가진다.

상기와 같이 CRT 발생 후에 ECU가 추정한 CPF에 포집된 슈트량과 CRT 발생 후에 실제 CPF에 포집되어 있는 슈트량의 차이가 누적되면 CPF에는 많은 양의 슈트가 포집된다. 많은 양의 슈트가 포집된 CPF에 CRT가 발생하면 CPF에 포집된 많은 양의 슈트가 한꺼번에 연소됨으로써 CPF는 열화 충격을 받을 수 있다. 그러면, CPF는 열화 충격으로 인하여 파손될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 보정함으로써 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량과 실제 CPF가 포집한 슈트량의 차이를 줄일 수 있는 매연 여과 장치 및 이를 이용한 매연 여과 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 장치는 주입되는 배기가스에 포함된 슈트를 포집하는 CFP와; 상기 CPF의 전단에 장착되어 상기 CPF로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양을 측정하는 녹스 센서와; 상기 CPF의 전단에 장착되어 상기 CPF로 주입되는 배기가스의 온도를 측정하는 온도 센서를 구비한다.

본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 방법은 CPF로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양을 측정하고, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도를 측정하며, 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태를 확인하는 제1 단계와; 측정한 상기 NOx의 양이 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스에 포함된 C의 양의 8배를 초과하고, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도가 250℃를 초과하고 300℃ 미만이며, 상기 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태에 따른 차량의 주행 상태가 일반 주행 상태라면 상기 CPF에 CRT가 발생했다라고 판정하는 제2 단계와; 상기 CRT가 발생할 때의 차량의 속도를 확인하고, 확인한 상기 차량의 속도에 따라 슈트의 보정량을 결정하는 제3 단계와; 상기 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량에 상기 슈트의 보정량을 가산하여 상기 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 보정하는 제4 단계를 포함한다.

상기 슈트의 보정량의 결정은, 확인한 상기 차량의 속도가 높을수록 상기 슈트의 보정량을 줄인다.

상기 매연 여과 방법은 상기 제2 단계에서 상기 NOx의 양이 상기 CPF로 주입 되는 상기 배기가스에 포함된 C의 양의 8배를 초과하지 않거나, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도가 250℃를 초과하지 않고 300℃ 미만이 아니거나, 상기 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태에 따른 차량의 주행 상태가 일반 주행 상태가 아니라면 상기 제1 단계로 리턴하는 단계를 더 포함한다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 장치를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 장치는 주입되는 배기가스에 포함된 슈트를 포집하는 CPF(10)와, 상기 CPF(10)의 전단에 장착되어 상기 CPF(10)로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양을 측정하는 녹스(NOx) 센서(12)와, 상기 CPF(10)의 전단에 장착되어 상기 CPF(10)로 주입되는 배기가스의 온도를 측정하는 온도 센서(14)를 구비한다.

이하, 도 3을 참조하여 상기와 같은 본 발명의 매연 여과 장치를 이용한 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 방법은 녹스 센서를 이용하여 CPF로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양을 측정하고, 온도 센서를 이용하여 CPF로 주입되는 배기가스의 온도를 측정하며, 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태를 확인한다(S110). 그런 다음, 본 발명의 매연 여과 방법은 CPF로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양이 배기가스에 포함된 C(탄소)의 양의 8배를 초과하는지와, CPF로 주입되는 배기가스의 온도가 하한 임계온도인 250℃를 초과하고 상한 임계온도인 300℃ 미만인지와, 차량의 엔진의 rpm, 차속 및 기어의 상태를 통하여 차량이 일반 주행 상태인지를 판단한다(S120). 판단 결과 CPF로 주입되는 배기가스에 포함된 녹스의 양이 배기가스에 포함된 C의 양의 8배를 초과하고, CPF로 주입되는 배기가스의 온도가 하한 임계온도인 250℃를 초과하고 상한 임계온도인 300℃ 미만이며, 차량이 일반 주행 상태이면, 본 발명의 매연 여과 방법은 CPF에 CRT가 발생했다고 판정한다(S130). 상기 S120 단계와 같은 조건이면 차량에는 CRT가 발생한다. 이어서, 본 발명의 매연 여과 방법은 CRT가 발생할 때의 차량의 속도를 확인하고, 차량의 속도에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 슈트의 보정량을 결정한다(S140). 도 4를 참조하면, 차량의 속도가 증가할수록 슈트의 보정량은 줄어든다. 이는 차량의 속도가 높을수록 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량과 실제 CPF가 포집한 슈트량의 차이가 도 1c에 나타난 바와 같이 작기 때문이다. 그런 다음, 본 발명의 매연 여과 방법은 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량에 상기 S140 단계에서 결정한 보정량을 가산하여 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 보정한다(S150). 그리고, 본 발명의 매연 여과 방법은 상기 S120 단계의 조건을 만족하지 않으면 상기 S110 단계로 리턴한다.

이와 같이, 본 발명의 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 장치 및 이를 이용한 매연 여과 방법은 녹스 센서(12)를 이용한 CPF(10)로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양의 측정, 온도 센서(14)를 이용한 CPF(10)로 주입되는 배기가스의 온도의 측정, 및 현재 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태를 통한 현재 차량의 주행 상태를 확인하여 CRT의 발생을 판정한다. 그리고, CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF(10)에 포집된 슈트량을 CRT가 발생할 때의 차량의 속도에 따라 보정함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF(10)에 포집된 슈트량과 실제 CPF(10)가 포집한 슈트량의 차이를 줄일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 여과 장치 및 이를 이용한 매연 여과 방법은 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 CRT가 발생할 때의 차량의 속도에 따라 보정함으로써 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량과 실제 CPF가 포집한 슈트량의 차이를 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. CPF로 주입되는 배기가스에 포함된 NOx의 양을 측정하고, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도를 측정하며, 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태를 확인하는 제1 단계와;

   측정한 상기 NOx의 양이 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스에 포함된 C의 양의 8배를 초과하고, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도가 250℃를 초과하고 300℃ 미만이며, 상기 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태에 따른 차량의 주행 상태가 일반 주행 상태라면 상기 CPF에 CRT가 발생했다라고 판정하는 제2 단계와;

   상기 CRT가 발생할 때의 차량의 속도를 확인하고, 확인한 상기 차량의 속도에 따라 슈트의 보정량을 결정하는 제3 단계와;

   상기 CRT 발생 후에 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량에 상기 슈트의 보정량을 가산하여 상기 ECU가 추정하는 CPF에 포집된 슈트량을 보정하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매연 여과 방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 슈트의 보정량의 결정은,

   확인한 상기 차량의 속도가 높을수록 상기 슈트의 보정량을 줄이는 것을 특징으로 하는 매연 여과 방법.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 제2 단계에서 상기 NOx의 양이 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스에 포함된 C의 양의 8배를 초과하지 않거나, 상기 CPF로 주입되는 상기 배기가스의 온도가 250℃를 초과하지 않고 300℃ 미만이 아니거나, 상기 차량의 엔진의 rpm, 차속, 및 기어의 상태에 따른 차량의 주행 상태가 일반 주행 상태가 아니라면 상기 제1 단계로 리턴하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매연 여과 방법.

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