KR101409994B1 - Diesel Particulate Filter regeneration method of Exhaust gas after treatment device for diesel engine - Google Patents

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Abstract

배기가스 후처리 장치의 DPF 재생방법이 개시된다. 본 발명에 따른 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생방법은, DPF 전단 온도를 재생을 위해 필요한 목표온도까지 상승시키기 위한 승온(heat up)단계 및 승온단계를 통해 목표온도까지 상승된 고온의 열을 이용하여 DPF에 포집된 PM(입자상 유해물질)을 연소시키는 재생(regen)단계를 포함하고, 승온단계에서 DPF 전단 온도가 정해진 시간 동안 재생에 필요한 최소온도에 도달하지 못하면 연료소모를 줄이기 위한 제어가 행해지도록 한 것을 요지로 한다.A DPF regeneration method of an exhaust gas post-treatment apparatus is disclosed. The DPF regeneration method of an exhaust gas post-treatment apparatus according to the present invention includes a heat-up step for raising the DPF shear temperature to a target temperature required for regeneration, and a high-temperature heat- And a regeneration step of burning particulate matter (PM) trapped in the DPF. When the DPF shear temperature does not reach the minimum temperature required for regeneration during the temperature rise step, control is performed to reduce fuel consumption The point is to make.

Description

배기가스 후처리 장치의 ＤＰＦ 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법{Diesel Particulate Filter regeneration method of Exhaust gas after treatment device for diesel engine}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a control method of a diesel particulate filter regeneration method for an exhaust gas after treatment device for a diesel engine,

본 발명은 DPF 재생방법에 관한 것으로, 상세하게는 디젤엔진 적용 차량에 채택되는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a DPF regeneration method, and more particularly, to a DPF regeneration method of an exhaust gas post-treatment apparatus adopted in a diesel engine-applied vehicle.

오염물질을 최소화하고 대기환경 보존을 위한 디젤엔진 배기가스에 대한 후처리 장치로서, 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst, 이하 'DOC'라 한다)와 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter, 이하 'DPF'라 한다)가 연이어 직렬 배치되도록 결합시킨 형태의 촉매형 매연 여과 장치가 당업계에서 널리 채택되고 있다. (DOC) and a diesel particulate filter (DPF) (hereinafter referred to as " Diesel Particulate Filter ") as a post-treatment device for diesel engine exhaust gas for minimizing pollutants and preserving the atmospheric environment (Hereinafter referred to as " DPF ") are connected in series to one another in series.

환경오염의 최소화를 위한 디젤엔진 배기가스의 정화는 주로 질소 산화물(NOx)과 입자상 물질(PM; 매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)을 대상으로 하며, 이 오염물질은 일반적으로 배기과정에서 디젤엔진 차량에 의무적으로 채택되고 있는 위와 같은 구성의 배기가스 후처리 장치 내부의 DOC 또는 DPF에 흡착되어 걸러지게 된다. Purification of diesel engine exhaust gas for minimizing environmental pollution mainly involves nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM, various particulate harmful substances including soot), which are generally discharged from the diesel engine vehicle So that it is adsorbed on the DOC or DPF in the exhaust gas after-treatment apparatus having the above-described structure and is filtered.

그러나 시간 경과에 따라 질소 산화물 및 입자상 물질이 장치 내 상기 DPF에 계속해서 쌓이게 되면 배기가스가 통과할 수 있는 유동 경로가 좁아져 엔진의 배압이 증가하게 되고, 이로 인해 엔진의 출력저하 및 후처리 장치의 처리성능이 저하될 수 있다. 따라서 장치 내 상기 DPF가 지속적인 성능이 발휘될 수 있도록, 질소 산화물 및 입자상 물질을 없애기 위한 과정이 반드시 요구되며 그 과정을 DPF 재생이라 한다. However, if nitrogen oxides and particulate matter continue to accumulate with time in the DPF in the apparatus, the flow path through which the exhaust gas can pass becomes narrow to increase the back pressure of the engine, The process performance of the process may be deteriorated. Therefore, a process for eliminating nitrogen oxide and particulate matter is indispensably required so that the DPF in the apparatus can continuously exhibit its performance, and the process is referred to as DPF regeneration.

배기가스 후처리 장치에서의 DPF 재생은, 엔진의 회전수를 높여 연소 후 배출되는 배기가스의 온도를 높이거나 별도의 재생장치를 작동시켜, 장치 내에 흡착/포집된 입자상 물질을 연소시킴으로써 제거하는 방식으로 행해진다. 재생이 진행되는 시기는 흡착/축적량이 증가하거나 일정 주기가 경과한 경우 차압센서를 통한 축적량 검출, 연료량 계산에 따른 축적량 예측 또는 ECU에 기 입력된 설정주기에 따라 결정된다.DPF regeneration in the exhaust gas post-treatment apparatus is performed by increasing the number of revolutions of the engine to raise the temperature of the exhaust gas discharged after combustion or operating a separate regenerator to remove particulate matter adsorbed / . The regeneration time is determined according to the accumulation amount detection by the differential pressure sensor, the accumulation amount prediction by the fuel amount calculation, or the setting period inputted into the ECU when the adsorption / accumulation amount increases or a predetermined period elapses.

배기가스의 온도를 높여 연소시키는 방식으로 DPF를 재생시킴에 있어 요구되는 DOC 후단의 최소온도는 대략 300℃이며, 따라서 재생이 시작되는 초기에는 상기 최소온도가 될 때까지 DPF 전단(DOC 후단) 온도를 상승시키기 위한 승온(heat up)과정이 필요하다. The minimum temperature of the downstream end of the DOC required to regenerate the DPF in such a manner that the temperature of the exhaust gas is increased is about 300 ° C. Therefore, at the initial stage of regeneration, the DPF front end (downstream end of the DOC) A heat-up process is required to raise the temperature of the gas.

최소온도까지 DPF의 온도를 끌어올리기 위해, 각 실린더 별로 폭발행정 직후의 고온 연소열에 연료를 추가 분사하는 후분사 제어방법 및 쓰로틀 밸브를 이용하여 흡기 매니폴드에 공급되는 공기의 량을 줄임으로써 배기가스 온도를 높이는 방식이 일반적으로 적용되고 있다. By reducing the amount of air supplied to the intake manifold by using the post injection control method and the throttle valve in which the fuel is further injected into the high temperature combustion heat immediately after the explosion stroke for each cylinder to raise the temperature of the DPF to the minimum temperature, A method of increasing the temperature is generally applied.

그러나 연료 후분사를 통해 배기가스의 온도를 높이더라도 후처리 장치까지 도달하는 과정에서 배기가스의 온도가 급격히 떨어지는 겨울철에는, DPF 재생에 필요한 상기 최소온도까지 온도를 끌어올림에 있어 보다 많은 시간이 요구되거나, 경우에 따라서는 계속적인 연료 후분사가 행해져도 최소온도까지 도달하지 못 하는 경우가 있다. However, even if the temperature of the exhaust gas is increased through the post-fuel injection, in winter when the temperature of the exhaust gas drops sharply in the process of reaching the post-treatment apparatus, more time is required to raise the temperature to the minimum temperature necessary for regenerating the DPF In some cases, even when continuous fuel injection is performed, the temperature may not reach the minimum temperature.

후처리 장치 내부(DPF 전단) 온도를 최소온도까지 온도를 끌어올림에 있어 일반적인 재생환경에 비해 보다 많은 시간이 걸리거나, 지속적인 재생환경 구현을 위한 시도에도 불구하고 최소온도까지 도달하지 못하게 되면, 일반 재생환경에 비해 연료 소모량이 크게 늘어 전체적인 연료효율이 떨어지게 되고, 특히 후자의 경우에는 승온이 불가능한 가혹한 환경임에도 계속적인 연료분사가 행해짐으로써 연료의 무의미한 소모 및 대기중으로의 배출 등의 문제가 있다.
If it takes more time to raise the temperature inside the post-treatment unit (DPF front end) to the minimum temperature, or if it fails to reach the minimum temperature despite attempts to realize a continuous regeneration environment, The fuel consumption is greatly increased compared to the regeneration environment, and the overall fuel efficiency is lowered. In particular, in the latter case, the continuous fuel injection is performed even in a harsh environment in which the temperature can not be raised, resulting in a problem of unnecessary consumption of the fuel and discharge to the atmosphere.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, DPF 재생을 위해 배기가스 후처리 장치 내부(DPF 전단) 온도를 요구되는 최소온도까지 승온시키는 과정에서 일정시간이 경과했음에도 해당온도에 도달하지 못하면, 연료량을 단계적으로 줄여 무의미 하게 연료가 소모되는 것을 방지하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a DPF regeneration method and a DPF regeneration method in which when the temperature is raised to a required minimum temperature in the exhaust gas after- So as to prevent the fuel from being consumed in a meaningless manner.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명에 따르면, DPF 전단 온도를 재생을 위해 필요한 목표온도까지 상승시키는 승온(heat up)단계와, 승온단계를 통해 목표온도까지 상승된 고온의 열을 이용하여 DPF에 포집된 PM(입자상 유해물질)을 연소시키는 재생(regen)단계로 이루어지며, 승온단계에서 DPF 전단 온도가 정해진 시간 동안 재생에 필요한 최소온도에 도달하지 못하면 연료소모를 줄이기 위한 제어가 행해지도록 한 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법을 제공한다.According to the present invention, as a means for solving the problems, there is provided a method of regenerating a DPF, comprising: a heat up step of raising a DPF shear temperature to a target temperature necessary for regeneration; And a regeneration step of burning PM (particulate matter). When the DPF shear temperature reaches a minimum temperature required for regeneration for a predetermined time during the temperature increase step, exhaust gas And provides a control method when a temperature raising process error occurs during DPF regeneration of the post-treatment apparatus.

본 발명에서 상기 승온단계는, 배기가스 온도를 높여 DPF 전단 온도를 재생에 필요한 상기 최소온도가 될 때까지 상승시키는 제1 승온과정과, 상기 재생단계의 목표온도가 될 때까지 DPF 전단 온도를 더욱 상승시키는 제2 승온과정으로 이루어질 수 있다. In the present invention, the temperature raising step may include a first temperature raising step of raising the exhaust gas temperature to raise the DPF shear temperature to the minimum temperature required for regeneration, and a second temperature raising step of increasing the DPF shear temperature until the target temperature of the regenerating step And a second temperature raising process for raising the temperature.

이때 상기 제1 승온과정에서는 폭발 직후의 고온 연소열에 연료를 추가 분사하는 후분사 제어를 통해 배기가스 온도를 높이는 것일 수 있다.In this case, in the first heating step, the temperature of the exhaust gas may be increased through post-injection control in which fuel is further injected into the high-temperature combustion heat immediately after the explosion.

그리고 상기 제2 승온과정에서는, 제1 승온과정을 거쳐 DPF 측으로 도입되는 고온의 배기가스에 연료를 재차 추가 분사토록 제어하여 미연소 연료와 DOC 내부에 코팅된 촉매와의 화학적 반응을 유도함으로써 DPF 전단 온도를 재생을 위한 목표온도까지 상승시키는 것일 수 있다.In the second heating step, the unburned fuel and the catalyst coated on the inside of the DOC are chemically reacted by controlling the fuel again to the high temperature exhaust gas introduced to the DPF side through the first heating step, It may be to raise the temperature to the target temperature for regeneration.

또한, DPF 전단 온도가 정해진 시간 동안 재생에 필요한 최소온도에 도달하지 못한 경우 연료소모를 줄이기 위한 제어는, 1차 승온단계에서 분사되는 연료 분사량을 단계적으로 줄이는 것일 수 있다.In addition, when the DPF shear temperature does not reach the minimum temperature required for regeneration for a predetermined time, the control for reducing fuel consumption may be a stepwise reduction of the fuel injection amount injected in the first heating step.

본 발명에서 DPF 전단 온도가 최소온도에 도달하기까지 허용되는 정해진 설정시간은 5분 이내가 바람직하며, 상기 최소온도는 2차 승온단계에서 분사된 미연소 연료가 DOC 내부에 코팅된 촉매에 직접 접촉했을 때 화학적 반응이 일어날 수 있는 최소온도인 300℃ 일 수 있다.In the present invention, it is preferable that the predetermined settling time allowed until the DPF shear temperature reaches the minimum temperature is within 5 minutes, and the minimum temperature is set so that the unburned fuel injected in the second heating step is in direct contact with the catalyst coated inside the DOC Which is the minimum temperature at which a chemical reaction can occur.

바람직하게는, 그리고 DPF 전방의 배기가스 도입 측에서 측정된 온도 값을 기초로, 그 온도 값에 대응해 미리 맵핑(map)된 연료량 보정 값에 따라 추가 분사되는 연료량이 단계적으로 줄어 들도록 하는 것이 좋다.Preferably, based on the temperature value measured at the exhaust gas introduction side in front of the DPF, it is preferable that the amount of fuel injected further in accordance with the fuel amount correction value previously mapped corresponding to the temperature value is reduced stepwise .

본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생방법에 따르면, DPF 재생을 위해 배기가스 후처리 장치 내부(DPF 전단) 온도를 DPF 재생에 요구되는 최소온도 약 300℃까지 승온시키기 위한 과정에서 일정시간이 경과했음에도 해당온도에 도달하지 못한 경우, 승온이 불가능한 장치환경인 것으로 보고 연료량을 단계적으로 줄이는 제어를 행함으로써 무의미하게 연료가 소모되는 것을 최소화시킬 수 있다.According to the DPF regeneration method of the exhaust gas post-treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, a process for raising the temperature inside the exhaust gas post-treatment apparatus (DPF front end) for DPF regeneration up to the minimum temperature required for DPF regeneration to about 300 ° C It is possible to minimize fuel consumption by controlling the amount of fuel to be reduced step by step by considering that the temperature can not be raised when the temperature is not reached even after a certain period of time has elapsed.

즉, 재생환경 구현을 위한 승온 시도가 행해짐에도 불구하고 가혹한 저온환경 조건 등으로 인하여 정해진 시간 동안에도 DPF 재생에 요구되는 최소온도까지 장치 내부 온도가 올라오지 못한 경우, 배기가스 온도를 상승시키기 위해 추가 분사되는 연료량을 제한함으로써, 재생 시 불필요한 연료소모를 줄이고 재생과정에서 불가피하게 증가되는 탄화수소 화합물(HC) 배출량을 감소시킬 수 있다.
That is, if the internal temperature of the apparatus is not increased to the minimum temperature required for DPF regeneration for a predetermined period of time due to harsh low-temperature environment conditions and the like even though the temperature rise attempt for implementing the regeneration environment is performed, By limiting the amount of fuel injected, it is possible to reduce unnecessary fuel consumption during regeneration and to reduce hydrocarbon compound (HC) emissions that are inevitably increased during regeneration.

도 1은 본 발명에 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생을 위한 과정을 개략적으로 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명과 관련하여 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생을 위한 승온과정에서 행해지는 추가 연료 분사량 제어를 위한 구체적인 제어로직.1 is a block diagram schematically showing a process for regenerating a DPF of an exhaust gas after-treatment apparatus according to the present invention.
2 is a specific control logic for controlling the additional fuel injection quantity performed in the temperature raising process for DPF regeneration of the exhaust gas after-treatment apparatus according to the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, a detailed description of known configurations will be omitted, and a detailed description of configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명에 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생을 위한 과정을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 먼저 도 1을 참조하여 디젤차량에 탑재되는 배기가스 후처리 장치의 DPF를 재생시키는 과정에 대해 살펴보기로 한다.1 is a block diagram schematically illustrating a process for regenerating a DPF of an exhaust gas after-treatment apparatus according to the present invention. First, the process of regenerating the DPF of the exhaust gas after-treatment apparatus mounted on the diesel vehicle will be described with reference to FIG.

도 1을 참조하면, 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생은 크게, 승온(heat up)단계(S100)와 재생단계(S200)로 이루어진다. 승온단계(S100)는 DPF 전단 온도 구체적으로는, 배기가스 후처리 장치의 입구 측 온도를 재생을 위해 요구되는 목표온도까지 상승시키기 위한 과정이고, 재생단계(S200)는 상기 목표온도를 유지시키면서 DPF에 포집된 PM(매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)을 연소시켜 제거하는 과정이다. Referring to FIG. 1, the DPF regeneration of the exhaust gas after-treatment apparatus includes a heat-up step S100 and a regeneration step S200. Specifically, the temperature rise step S100 is a step for raising the DPF front end temperature, specifically, the inlet side temperature of the exhaust gas after-treatment apparatus to a target temperature required for regeneration. In the regeneration step S200, Is a process of burning and removing PM (various harmful substances including particulate matter) captured in the exhaust gas.

승온단계(S100)는 다시, 배기가스 온도를 높여 DPF 전단 온도를 재생에 필요한 최소온도가 될 때까지 상승시키는 과정(S102)과, 상기 목표온도가 될 때까지 DPF 전단의 온도를 더욱 상승시키는 과정(S104)으로 구분된다. 이하 설명의 편의를 위해 전자(최소온도까지 상승시키는 과정)를 제1 승온과정이라 하고, 후자(목표온도까지 추가 상승시키는 과정)을 제2 승온과정으로 정의하여 설명하기로 한다.The step of increasing temperature (S100) further includes a step (S102) of raising the exhaust gas temperature and raising the DPF shear temperature to a minimum temperature required for regeneration (S102), and further raising the temperature of the front end of the DPF (S104). For convenience of explanation, the former (the process of raising to the minimum temperature) is referred to as a first temperature raising process and the latter (the process of further raising to the target temperature) is defined as a second temperature raising process.

제1 승온과정(S102)의 기준이 되는 DPF 재생에 필요한 상기 최소온도는 제1 승온과정 이후 계속되는 제2 승온과정에서 미연소 연료가 DOC 내부에 코팅된 촉매에 직접 접촉했을 때 화학적 반응이 일어날 수 있는 최소온도인 300℃ 일 수 있으며, 최종온도가 되는 상기 목표온도는 DPF에 축적된 PM에 대한 원활한 연소처리가 이루어질 수 있으면서 지나친 고온으로 DPF가 손상되는 것을 방지할 수 있는 온도인 약 600 ~ 620℃일 수 있다.The minimum temperature required for regenerating the DPF, which is a reference for the first temperature raising step (S102), may be a chemical reaction when the unburned fuel is in direct contact with the catalyst coated inside the DOC during the second temperature raising process that continues after the first raising temperature The target temperature which is the final temperature may be about 600 to 620, which is a temperature at which the DPF can be prevented from being damaged at an excessively high temperature while the PM that is accumulated in the DPF can be smoothly treated, Lt; 0 > C.

제1 승온과정(S102)에서 DPF 전단 온도를 재생에 필요한 최소온도로 맞추기 위해 배기가스의 온도를 상승시킴에 있어서는, 각 실린더의 폭발 직후의 고온 연소열에 연료를 추가 분사하는 후분사 제어를 통해 배기가스 온도를 상승시킨다. 후분사되는 연료량은 제어 프로그램에 미리 입력되어 있으며, 정해진 설정시간 바람직하게는 5분 동안 최소온도로 승온시키기 위한 후분사가 행해진다. In order to raise the temperature of the exhaust gas in order to adjust the DPF shear temperature to the minimum temperature required for regeneration in the first temperature increasing step (S102), the exhaust gas is supplied through the post- Thereby raising the gas temperature. The amount of fuel to be injected afterwards is input to the control program in advance, and post-injection is performed to raise the temperature to the minimum temperature for a predetermined set time, preferably 5 minutes.

제2 승온과정(S104)에서는 위와 같이 연료 후분사를 통한 배기가스 온도를 높이는 것과 함께, 제1 승온과정을 거쳐 DOC 내부에 코팅된 촉매 측으로 도입되는 고온의 배기가스에 연료를 재차 추가 분사함으로써 DPF 전단 온도를 전술한 목표온도(약 600 ~ 620℃)까지 상승시킨다. 즉, 고온의 배기가스에 연료를 추가 분사함으로써 생성되는 유증기가 DOC 내부에 코팅된 촉매와 접촉했을 때의 화학적 반응에 의한 고온의 열을 이용하여 DPF 전단 온도를 상승시키는 것이다.In the second heating step S104, the temperature of the exhaust gas through the post-fuel injection is raised, and the fuel is again injected again into the high-temperature exhaust gas introduced into the DOC through the first heating step, The shearing temperature is raised to the above-mentioned target temperature (about 600 to 620 DEG C). That is, the DPF shear temperature is elevated by using high-temperature heat due to a chemical reaction when a vapor generated by additionally injecting fuel into a high-temperature exhaust gas comes in contact with a catalyst coated inside the DOC.

영하 이하의 저온 환경이 자주 발생하는 겨울철에는 연료 후분사를 통해 배기가스의 온도를 높이더라도 후처리 장치까지 도달하는 과정에서 배기가스의 온도가 급격히 떨어지게 된다. 따라서 전술한 제1 승온과정을 통해 재생에 필요한 최소온도까지 온도를 끌어올림에 있어 많은 시간이 요구되거나, 경우에 따라서는 계속적인 연료 후분사가 행해져도 최소온도까지 도달하지 못 할 수도 있다.  Even in the winter when the sub-zero temperature environment frequently occurs, the temperature of the exhaust gas drops rapidly during the process of reaching the post-treatment apparatus even though the temperature of the exhaust gas is increased through the post-fuel injection. Therefore, it takes a long time to raise the temperature up to the minimum temperature required for regeneration through the first temperature raising process described above, or may not reach the minimum temperature even if the continuous post fuel injection is performed.

따라서 제1 승온과정에서 DPF 전단 온도를 상승시키기 위한 후분사가 행해짐에도 정해진 시간(약 5분 이내) 재생에 필요한 최소온도에 도달하지 못하면, 연료소모를 줄이기 위한 제어를 통해 무의미하게 연료가 소모되지 않도록 하는 것이 좋다. 제1 승온과정에서 무의미한 연료소모를 줄이기 위한 제어는 상기 정해진 시간이 경과되면 후분사되는 연료량을 단계적으로 줄이는 것일 수 있다. 도 2를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.Therefore, even if post-injection is performed to raise the DPF shear temperature during the first temperature raising process, if the minimum temperature required for regeneration (within about 5 minutes) is not reached, the fuel is consumed unnecessarily through the control for reducing the fuel consumption It is good to avoid. The control for reducing the nonsensical fuel consumption during the first heating step may be to stepwise reduce the fuel amount injected after the predetermined time elapses. A more detailed description will be given with reference to FIG.

도 2는 본 발명과 관련하여 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생을 위한 승온과정에서 행해지는 추가 연료 분사량 제어를 위한 구체적인 제어로직을 나타내고 있다. Fig. 2 shows concrete control logic for controlling the additional fuel injection quantity performed in the temperature raising process for DPF regeneration of the exhaust gas after-treatment apparatus according to the present invention.

도 2를 참조하면, 승온단계에서 DPF 재생에 필요한 최소온도까지 장치 내부온도를 승온시키기 위한 상기한 제1 승온과정은 ECU를 통한 재생명령이 출력에 의해 행해진다. 재생명령 출력을 위한 재생시기의 판단은 차압센서를 통해 검출된 배기가스 후처리 장치 입구와 출구 측 압력 값을 기초로 결정되거나, 운전자의 운행 스타일에 기반한 운행정보를 기초로 ECU에 의해 결정된다.Referring to FIG. 2, in the first temperature raising process for raising the internal temperature of the apparatus up to the minimum temperature necessary for DPF regeneration in the temperature raising step, the regeneration command through the ECU is output. The determination of the regeneration timing for the regeneration command output is determined based on the exhaust gas aftertreatment device inlet and outlet pressure values detected by the differential pressure sensor or is determined by the ECU based on the driving information based on the driving style of the driver.

ECU를 통한 재생명령 출력으로 제1 승온과정에 시작되면, 그 시점부터 제1 승온과정 진행시간이 카운팅되는 동시에, 각 실린더 별로 폭발 직후의 고온 연소열에 연료를 추가 분사하는 후분사가 행해지고, 이로 인해 배기가스 온도는 급격히 올라가게 된다. DPF 재생에 필요한 최소온도까지 장치 내부온도를 승온시키기 위한 이와 같은 제1 승온과정은 카운팅 이후 정해진 시간(약 5분) 동안 계속된다.When the first warming-up process is started with the output of the regeneration command through the ECU, the first warming-up process time is counted from that point, and the post-injection is performed by additionally injecting the fuel into the high-temperature combustion heat immediately after the explosion for each cylinder, The exhaust gas temperature rises sharply. This first temperature rise process for raising the internal temperature of the apparatus up to the minimum temperature required for DPF regeneration is continued for a predetermined time (about 5 minutes) after the counting.

카운팅 이후 5분이 경과하면, 배기가스 후처리 장치의 내부온도, 구체적으로는 DPF 전방의 배기가스 도입 측 온도를 온도센서가 검출하고, 그 결과 배기가스 도입 측 온도가 DPF 재생에 필요한 최소온도인 300℃ 이상이면, 온도를 더욱 높이기 위한 제2 승온과정으로 전환되고, 카운팅 이후 5분이 경과했음에도 기준치인 300℃에 도달하지 못하면, 후분사되는 연료량을 줄이는 제어가 행해진다.  When 5 minutes have elapsed after the counting, the temperature sensor detects the internal temperature of the exhaust gas aftertreatment apparatus, specifically, the exhaust gas inlet side temperature upstream of the DPF, and as a result, the exhaust gas inlet side temperature is 300 If the temperature is not lower than the reference value of 300 DEG C, control is performed so as to reduce the amount of fuel to be injected after the fifth counting has elapsed.

후분사되는 연료량을 줄이는 제어는 ECU에 의한 연료분사장치 제어로서 구현될 수 있고, 후분사되는 연료량을 서서히 줄임으로써 승온을 강제로 종료시킨다. 다시 말해 DPF 재생에 요구되는 최소온도 약 300℃까지 승온시키기 위한 과정에서 일정시간이 경과했음에도 해당온도에 도달하지 못한 경우, 승온이 불가능한 장치환경인 것으로 보고 연료량을 단계적으로 줄여 승온과정이 종료될 수 있도록 하는 것이다.Control to reduce the amount of post-injected fuel can be implemented as control of the fuel injector by the ECU and forcefully terminates the temperature rise by gradually reducing the amount of fuel injected back. In other words, if the temperature reaches the minimum temperature required for DPF regeneration up to about 300 ° C, even if a predetermined time has elapsed, it is determined that the device environment is not capable of raising the temperature, and the amount of fuel is gradually decreased .

이때 단계적으로 줄어 드는 연료량의 감소 치는, 5분이 경과하는 시점에서 검출되는 DPF 전방의 배기가스 도입 측 온도 값을 기초로, 그 온도 값에 대응해 미리 맵핑(map)된 연료량 보정 값을 따르도록 설정하는 것이 좋다. 즉 정해진 시간이 경과하는 시점에서의 온도 값을 기준으로 차등적인 연료 감소가 행해지도록 함으로써, 장치에는 무리가 가지 않게 하면서 효과적으로 승온이 종료될 수 있도록 하는 것이 좋다.At this time, the decrease value of the fuel amount gradually decreased is set to follow the fuel amount correction value previously mapped corresponding to the temperature value based on the exhaust gas introduction side temperature value in front of the DPF, which is detected at the time when the elapse of 5 minutes It is good to do. In other words, it is preferable to perform the differential fuel reduction on the basis of the temperature value at the time when the predetermined time elapses so that the temperature raising can be effectively terminated while preventing the device from being overloaded.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생방법에 따르면, DPF 재생을 위해 배기가스 후처리 장치 내부 온도를 DPF 재생에 요구되는 최소온도 약 300℃까지 승온시키기 위한 과정에서 일정시간이 경과했음에도 해당온도에 도달하지 못한 경우, 승온이 불가능한 장치환경인 것으로 보고 연료량을 단계적으로 줄이는 제어를 행함으로써 무의미하게 연료가 소모되는 것을 최소화되도록 하는 것이다.As described above, according to the DPF regeneration method of the exhaust gas post-treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, in the process for raising the internal temperature of the exhaust gas post-treatment apparatus for DPF regeneration up to the minimum temperature required for DPF regeneration to about 300 ° C If the temperature can not be reached even after a certain period of time has elapsed, it is determined that the environment of the apparatus is not capable of raising the temperature, and control is performed so that the amount of fuel is reduced stepwise, thereby minimizing the consumption of fuel unnecessarily.

즉, 본 발명은 재생환경 구현을 위한 승온 시도가 행해짐에도 불구하고 가혹한 저온환경 조건 등으로 정해진 시간 동안에도 DPF 재생에 요구되는 최소온도까지 장치 내부 온도가 올라오지 못하면, 배기가스 온도를 상승시키기 위해 추가 분사되는 연료량을 제한함으로써, 무의미하게 소모되는 연료를 줄이고 재생과정에서 불가피하게 증가되는 탄화수소 화합물(HC) 배출량이 감소되도록 하는 것이다. That is, in the present invention, if the internal temperature of the apparatus is not raised to the minimum temperature required for DPF regeneration even during a time period determined by severe low temperature environment conditions and the like, By limiting the amount of fuel to be injected further, it is possible to reduce the fuel that is consumed nonsensically and inevitably increase the hydrocarbon compound (HC) emission during the regeneration process.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

Claims (7)

DPF 전단 온도를 재생을 위해 필요한 목표온도까지 상승시키는 승온(heat up)단계와, 승온단계를 통해 목표온도까지 상승된 고온의 열을 이용하여 DPF에 포집된 PM(입자상 유해물질)을 연소시키는 재생(regen)단계로 이루어진 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생방법에 적용되는 제어방법으로서,
상기 승온단계에서 DPF 전단 온도가 정해진 시간 동안 재생에 필요한 최소온도에 도달하지 못한 경우 연료소모를 줄이기 위한 제어가 행해지도록 하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법.
A step of raising the DPF shear temperature to a target temperature necessary for regeneration and a regeneration step of burning PM (particulate matter) captured in the DPF by using the high temperature heat raised to the target temperature through the temperature raising step a regeneration step of regenerating the exhaust gas after the regeneration,
Wherein when the DPF front end temperature does not reach a minimum temperature required for regeneration for a predetermined period of time in the temperature raising step, control for reducing fuel consumption is performed. Way.
제 1 항에 있어서,
상기 승온단계는,
배기가스 온도를 높여 DPF 전단 온도를 재생에 필요한 상기 최소온도가 될 때까지 상승시키는 제1 승온과정과,
상기 재생단계의 목표온도가 될 때까지 DPF 전단 온도를 더욱 상승시키는 제2 승온과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법.
The method according to claim 1,
In the heating step,
A first temperature raising step of raising the exhaust gas temperature and raising the DPF shear temperature to the minimum temperature required for regeneration,
And a second temperature raising step of raising the DPF shear temperature further until the target temperature of the regeneration step is reached.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 승온과정에서는 폭발 직후의 고온 연소열에 연료를 추가 분사하는 후분사 제어를 통해 배기가스 온도를 높이는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the temperature of the exhaust gas is increased through post-injection control for further injecting fuel into the high-temperature combustion heat immediately after the explosion in the first heating step.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 승온과정에서는, 제1 승온과정을 거쳐 DPF 측으로 도입되는 고온의 배기가스에 연료를 재차 추가 분사토록 제어하여 미연소 연료와 DOC 내부에 코팅된 촉매의 화학적 반응을 유도함으로써 DPF 전단 온도를 재생을 위한 목표온도까지 상승시키는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법.
3. The method of claim 2,
In the second temperature raising process, the DPF front end temperature is controlled by controlling the unburned fuel and the catalyst coated inside the DOC by controlling the fuel to inject again into the high temperature exhaust gas introduced into the DPF through the first heating step And the temperature of the exhaust gas after the DPF regeneration is raised to a target temperature for regeneration.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
DPF 전단 온도가 정해진 시간 동안 재생에 필요한 최소온도에 도달하지 못한 경우 연료소모를 줄이기 위한 제어는, 승온단계에서 추가 분사되는 연료량을 단계적으로 줄이는 제어인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the control for reducing the fuel consumption when the DPF shear temperature does not reach the minimum temperature required for regeneration for a predetermined period of time is a control for gradually reducing the amount of fuel further injected in the temperature raising step. Control method in case of error during temperature rise.
제 5 항에 있어서,
DPF 전단 온도가 최소온도에 도달하기까지 허용되는 정해진 설정시간은 5분 이내이며, 상기 최소온도는 300℃ 인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the predetermined set time allowed for the DPF shear temperature to reach the minimum temperature is within 5 minutes and the minimum temperature is 300 ° C.
제 5 항에 있어서,
DPF 전방의 배기가스 도입 측에서 측정된 온도 값을 기초로, 그 온도 값에 대응해 미리 맵핑(map)된 연료량 보정 값에 따라 추가 분사되는 연료량이 단계적으로 줄어 들도록 하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 DPF 재생시 승온과정 오류 발생시의 제어방법.6. The method of claim 5,
Based on the temperature value measured at the exhaust gas inlet side in front of the DPF, the fuel amount to be additionally injected is gradually reduced in accordance with the fuel amount correction value previously mapped corresponding to the temperature value. Control method when a temperature rise error occurs during DPF regeneration of a processing unit.
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