KR101420582B1 - 입자상 물질 퇴적량 추정 장치, 배기 가스 정화 시스템, 및 입자상 물질 퇴적량 추정 방법 - Google Patents

입자상 물질 퇴적량 추정 장치, 배기 가스 정화 시스템, 및 입자상 물질 퇴적량 추정 방법 Download PDF

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Abstract

DPF 의 차압 및 배기 가스 유량을 기초로 DPF 에 퇴적되는 PM 의 차압 퇴적량을 산출하는 차압 퇴적량 산출부와, DPF 에 입력되는 배기 가스 내의 PM 량으로부터 DPF 에서 연소하는 PM 량을 감산하는 모델을 이용하여 DPF 에 퇴적되는 PM 의 모델 퇴적량을 산출하는 모델 퇴적량 산출부와, 차압 퇴적량의 시간 변화율을 산출하는 차압 퇴적량 시간 변화율 산출부와, 제 1 계수와 제 2 계수의 합을 일정치로 하여 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈하고, 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈하고, 각 곱셈치의 가산치를 PM 퇴적량으로서 산출할 때, 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 제 1 계수의 값을 제 2 계수의 값에 비하여 크게 하고, 배기 가스 유량이 소정치를 초과하고 또한 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치 이상인 경우, 제 1 계수를 작게 하는 PM 퇴적량 산출부를 구비한다.

Description

입자상 물질 퇴적량 추정 장치, 배기 가스 정화 시스템, 및 입자상 물질 퇴적량 추정 방법{PARTICULATE MATTER DEPOSITION AMOUNT ESTIMATION DEVICE, EXHAUST GAS PURIFICATION SYSTEM, AND PARTICULATE MATTER DEPOSITION AMOUNT ESTIMATION METHOD}
이 발명은, 엔진의 배기 가스에 포함되는 입자상 물질 (PM : Particulate Matter) 을 제거하는 DPF (Diesel Particulate Filter) 의 재생 처리를 실시할 때에 DPF 내의 PM 퇴적량을 추정하는 입자상 물질 퇴적량 추정 장치, 이것을 사용한 배기 가스 정화 시스템, 및 입자상 물질 퇴적량 추정 방법에 관한 것이다.
디젤 엔진에서는, 배기 가스 중에 포함되는 PM 을 저감시키기 위해서, 배기관로에 DPF 가 형성된다. 이 DPF 는 배기 가스 중에 포함되는 그을음 등의 PM 을 포집하고, 이 PM 이 저감된 배기 가스를 외기로 배출한다. DPF 에서 포집한 PM 이 많아지면 필터 기능이 저하되기 때문에, DPF 에서는, 포집된 PM 을 연소시키는 재생이 이루어진다. 이 재생에는, 배기 가스의 온도가 높을 때에 퇴적된 PM 이 자연적으로 연소되는 자연 재생과, PM 퇴적량이 소정의 기준치를 초과했을 때에 실시하는 강제 재생이 있다. 이 강제 재생에서는, 배기 온도를 높이기 위해 엔진의 운전 상태를 조정하고, 또한 DPF 전단 (前段) 에서 연료를 분사하는 외부 도징 (dosing), 또는 엔진의 실린더 내에 연료를 분사하는 내부 도징을 실시함으로써, PM 을 강제적으로 연소시킨다. 이 강제 재생에는, 또한 자동 강제 재생과 수동 강제 재생이 있다. PM 퇴적량이 자동 강제 재생이 실시될 때의 기준치보다 더욱 많아져, DPF 가 폐색될 가능성이 있는 경우에는, 수동에 의한 강제 재생의 실행을 촉진시키는 경고가 운전자에게 발생된다.
여기서, DPF 에 포집되는 PM 퇴적량은, 엔진 운전 중에는 실측할 수 없기 때문에 추정에 의해 산출된다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 엔진의 운전 상태에 따라 PM 배출량이 설정되는 PM 배출량 모델과, DPF 의 출구 온도와 입구 온도의 온도 차에 따라 PM 재생량이 설정되는 PM 재생량 모델과, 배기 가스 유량과 DPF 의 차압으로부터 PM 퇴적량이 설정되는 DPF 차압 모델을 갖고, PM 배출량과 PM 재생량의 차에, 엔진 회전 수 및 엔진의 연료 분사량에 따라 결정되는 계수 K 를 이용하여 DPF 차압 모델의 추정치를 보정한 PM 퇴적량 보정량을 가산하여 DPF 의 PM 퇴적 추정량을 산출하는 DPF 퇴적량 추정 장치가 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2 에는, 엔진 회전 수와 연료 유량과 DPF 전후 차압의 시간 변화율인 DPF 차압 변화율로부터, PM 생성량을 산출하는 수학 모델의 PM 생성량 예측 모델식을 이용하여 PM 생성량의 시간 변화량을 구하고, 또한, PM 정화량을 산출하는 수학 모델의 PM 정화량 예측 모델식을 이용하여 PM 정화량의 시간 변화량을 구하고, 이들 PM 생성량의 시간 변화량과 PM 정화량의 시간 변화량과 DPF 의 포집률로부터, DPF 의 PM 축적량을 추정하는 배기 가스 정화 시스템이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2009-185781호 일본 공개특허공보 2004-293413호
그런데, 도 13 상단에 나타내는 바와 같이, DPF 를 구성하는 셀 내에 포집된 PM (101) 은 셀 내에서 일정하게 퇴적되지만, PM (101) 이 많아지면, 도 13 하단에 나타내는 바와 같이, 셀 내에서 퇴적된 PM (101) 이 군데군데 떨어지고, 떨어진 PM (102) 에 의해 셀 폐색이 발생하는 경우가 있는 것이 확인되어 있다.
여기서, 상기 서술한 특허문헌 1 과 같이, 차압을 이용하여 PM 퇴적량을 추정하는 경우에는, 셀 폐색이 발생했을 때에 문제가 생긴다. 즉, 셀 폐색이 발생했을 때에, 차압을 이용하여 PM 퇴적량을 추정하는 경우에는, PM 의 추정량이 실제 PM 퇴적량보다 커지기 때문에, 실제로는, 수동 강제 재생이 필요할 정도로는 PM 이 퇴적되어 있지 않음에도 불구하고, 수동 강제 재생을 촉진시키는 경고를 발보하게 된다는 문제점이 있었다.
이 발명은, 상기에 감안하여 이루어진 것으로서, PM 퇴적량을 정밀도 높게 추정할 수 있는 입자상 물질 퇴적량 추정 장치, 이것을 사용한 배기 가스 정화 시스템, 및 입자상 물질 퇴적량 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 이 발명에 관한 입자상 물질 퇴적량 추정 장치는, 엔진의 배기 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 입자상 물질 제거 필터의 입구측과 출구측의 차압 및 배기 가스 유량을 기초로 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 차압 퇴적량을 산출하는 차압 퇴적량 산출부와, 상기 입자상 물질 제거 필터에 입력되는 상기 배기 가스 내의 입자상 물질량으로부터 상기 입자상 물질 제거 필터에서 연소하는 입자상 물질량을 감산하는 모델을 이용하여 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 모델 퇴적량을 산출하는 모델 퇴적량 산출부와, 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율을 산출하는 차압 변화율 산출부와, 제 1 계수와 제 2 계수의 합이 일정치가 되는 조건에서, 상기 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈한 값과 상기 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈한 값의 가산치를 입자상 물질 퇴적량으로서 산출할 때, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 상기 제 2 계수의 값에 비하여 크게 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치 이상인 경우, 그 설정된 상기 제 1 계수를 작게 하여 상기 입자상 물질 퇴적량을 산출하는 입자상 물질 퇴적량 산출부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 관한 입자상 물질 퇴적량 추정 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 입자상 물질 퇴적량 산출부는, 상기 제 1 계수와 상기 제 2 계수의 합을 1 로 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 1 로 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하지 않는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 0 으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 관한 입자상 물질 퇴적량 추정 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 입자상 물질 퇴적량 산출부는, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치 이상인 경우, 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율의 증가에 따라, 설정된 상기 제 1 계수를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 관한 입자상 물질 퇴적량 추정 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 입자상 물질 퇴적량 산출부는, 산출된 상기 입자상 물질 퇴적량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 입자상 물질 제거 필터에 대한 수동 강제 재생을 실시하게 하는 지시를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 관한 배기 가스 정화 시스템은, 엔진의 배기 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 입자상 물질 제거 필터와, 상기 엔진을 제어하는 엔진 제어부와,상기 입자상 물질 제거 필터의 재생을 제어하는 재생 제어부와, 상기 입자상 물질 제거 필터의 입구측과 출구측의 차압을 검출하는 차압 센서와, 상기 입자상 물질 제거 필터에 대한 수동 강제 재생을 지시하는 재생 지시부를 구비하고, 상기 재생 제어부는, 상기 차압 및 상기 엔진 제어부로부터 입력되는 배기 가스 유량을 기초로 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 차압 퇴적량을 산출하는 차압 퇴적량 산출부와, 상기 입자상 물질 제거 필터에 입력되는 상기 배기 가스 내의 입자상 물질량으로부터 상기 입자상 물질 제거 필터에서 연소하는 입자상 물질량을 감산하는 모델을 이용하여 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 모델 퇴적량을 산출하는 모델 퇴적량 산출부와, 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율을 산출하는 차압 변화율 산출부와, 제 1 계수와 제 2 계수의 합이 일정치가 되는 조건에서, 상기 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈한 값과 상기 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈한 값의 가산치를 입자상 물질 퇴적량으로서 산출할 때, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 상기 제 2 계수의 값에 비하여 크게 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치 이상인 경우, 그 설정된 상기 제 1 계수를 작게 하여 상기 입자상 물질 퇴적량을 산출하고, 이 산출된 상기 입자상 물질 퇴적량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 수동 강제 재생을 실시해야 하는 취지의 지시를 상기 재생 지시부에 출력하는 입자상 물질 퇴적량 산출부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 관한 배기 가스 정화 시스템은, 상기 발명에 있어서, 상기 재생 제어부는, 상기 재생 지시부로부터 수동 강제 재생 실행의 지시를 받은 경우, 상기 엔진 제어부를 통하여 수동 강제 재생을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 관한 입자상 물질 퇴적량 추정 방법은, 엔진의 배기 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 입자상 물질 제거 필터의 입구측과 출구측의 차압 및 배기 가스 유량을 기초로 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 차압 퇴적량을 산출하는 차압 퇴적량 단계와, 상기 입자상 물질 제거 필터에 입력되는 상기 배기 가스 내의 입자상 물질량으로부터 상기 입자상 물질 제거 필터에서 연소하는 입자상 물질량을 감산하는 모델을 이용하여 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 모델 퇴적량을 산출하는 모델 퇴적량 산출 단계와, 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율을 산출하는 차압 변화율 산출 단계와, 제 1 계수와 제 2 계수의 합이 일정치가 되는 조건에서, 상기 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈한 값과 상기 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈한 값의 가산치를 입자상 물질 퇴적량으로서 산출할 때, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 상기 제 2 계수의 값에 비하여 크게 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치 이상인 경우, 그 설정된 상기 제 1 계수를 작게 하여 상기 입자상 물질 퇴적량을 산출하는 입자상 물질 퇴적량 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 제 1 계수와 제 2 계수의 합이 일정치가 되는 조건에서, 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈한 값과 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈한 값의 가산치를 입자상 물질 퇴적량으로서 산출할 때, 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 상기 제 2 계수의 값에 비하여 크게 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치 이상인 경우, 그 설정된 상기 제 1 계수를 작게 하여 상기 입자상 물질 퇴적량을 산출하도록 하고 있기 때문에, 정밀도가 높은 입자상 물질 퇴적량을 추정할 수 있다. 이로써, DPF 내의 셀 폐색이 발생한 경우와 같이, 실제의 입자상 물질 퇴적량과는 관계없이 차압이 급상승하고, 추정한 입자상 물질 퇴적량이 매우 커지는 것에 의해, 수동 강제 재생을 촉진시키는 잘못된 경보를 내보내는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은 이 발명의 실시형태에 관한 배기 가스 정화 시스템을 포함하는 디젤 엔진의 개요 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 재생 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 은 PM 퇴적량을 파라미터로 한 배기 가스 유량과 차압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는 모델 퇴적량 산출부의 상세 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5 는 PM 퇴적량 산출부에 의한 PM 퇴적량 산출 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6 은 도 5 에 나타낸 계수 결정 처리의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7 은 계수 (α) 의 배기 가스 유량 의존성을 나타내는 도면이다.
도 8 은 차압 퇴적량 산출이 주로 적용되는 범위를 나타내는 도면이다.
도 9 는 DPF 의 셀 폐색에 의한 차압 급상승이 발생한 경우의 PM 퇴적량, 차압, 및 차압 퇴적량 시간 변화율의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 10 은 차압 퇴적량 시간 변화율의 증대에 수반하여 계수 (α') 를 감소시키는 함수의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11 은 배기 가스 유량의 임계치 근방에서 계수 (α) 에 모듈레이션을 가한 일례를 나타내는 도면이다.
도 12 는 PM 퇴적량 산출시에 차압 퇴적량과 모델 퇴적량의 쌍방을 항상 사용하는 경우의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13 은 PDF 의 셀이 폐색되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 이 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
도 1 은 이 발명의 실시형태에 관한 배기 가스 정화 시스템을 포함하는 디젤 엔진 (100) 의 개요 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1 에 있어서, 디젤 엔진 (100) 은, 내부에 복수의 연소실이 형성된 엔진 본체 (1) 와, 흡입되는 공기를 필터를 이용하여 여과하고, 먼지 등의 이물질이 연소실에 혼입되는 것을 방지하는 에어 클리너 (2) 와, 엔진 본체 (1) 내부의 각 연소실에 급기를 공급하는 급기관로 (3) 와, 엔진 본체 (1) 내부의 각 연소실로부터 배출된 배기 가스를 배출하는 배기관로 (4) 와, 냉각 기구 (5) 와, 배기 터빈 과급기 (6) 와, 배기 정화 장치 (7) 와, 배기 재순환 시스템 (8) 과, 엔진 컨트롤러 (30) 와, 재생 제어부 (40) 와, 재생 지시부 (50) 를 갖는다.
엔진 본체 (1) 와 급기관로 (3) 사이에는, 급기관로 (3) 로부터의 급기가 엔진 본체 (1) 내부의 각 연소실에 분배되도록, 급기 매니폴드 (3A) 가 장착되어 있다. 엔진 본체 (1) 와 배기관로 (4) 사이에는, 엔진 본체 (1) 내부의 각 연소실로부터 배출된 배기 가스를 모아서 배기관로 (4) 에 유입하도록, 배기 매니폴드 (4A) 가 장착되어 있다.
급기관로 (3) 에는, 배기 터빈 과급기 (6) 에 의해 압축된 공기를 냉각시키기 위한 애프터 쿨러 (11) 가 형성되어 있다. 냉각 기구 (5) 는, 엔진 본체 (1) 내에 수용된 도시하지 않은 크랭크 샤프트 등에 의해 구동되는 펌프 (12) 를 구비한다. 펌프 (12) 에 의해 압송된 냉각수는, 엔진 본체 (1), 배기 터빈 과급기 (6), 도시하지 않은 오일 쿨러 등의 냉각이 필요한 부위를 냉각시킨 후, 냉각 기구 (5) 에 형성된 라디에이터 (13) 에 의해 공랭되도록 되어 있다. 애프터 쿨러 (11) 와 라디에이터 (13) 는 엔진 본체 (1) 에 형성되고, 또한, 도시하지 않은 크랭크 샤프트 등에 의해 회전 구동되는 팬 (14) 에 의해, 그 냉각 작용이 촉진되도록 되어 있다.
배기 터빈 과급기 (6) 는, 배기관로 (4) 의 도중에 형성된 터빈 (21) 과, 급기관로 (3) 의 도중에 형성되고, 터빈 (21) 에 연결되어 구동되는 콤프레셔 (22) 와, 터빈 (21) 에 공급되는 배기 가스의 유속을 제어하기 위해서 가변 터보 노즐 (23) 을 구비한다. 배기 터빈 과급기 (6) 는 가변 터보 노즐 (23) 의 개도 (開度) 를 제어함으로써, 터빈 (21) 의 회전 수를 제어한다. 터빈 (21) 의 회전에 의해 콤프레셔 (22) 가 구동하고, 엔진 본체 (1) 에 대한 급기 과급이 이루어진다. 또한, 가변 터보 노즐 (23) 은, 전부 닫힘시에는, 바이패스로 (24) 를 통하여 배기 정화 장치 (7) 측으로 배기하도록 하고 있다. 즉, 가변 터보 노즐 (23) 이 열림시에는, 배기 가스를 터빈 익차 (21a) 에 공급하여 일을 시키고, 가변 터보 노즐 (23) 이 전부 닫힘시에는, 배기 가스를, 바이패스로 (24) 를 통하여 배기 정화 장치 (7) 측으로 출력하여 터빈 익차 (21a) 에 대한 일을 작게 하여 배기 온도를 높이도록 하고 있다.
배기 정화 장치 (7) 는 터빈 (21) 의 하류측에 형성되고, 배기 가스에 포함되는 PM 을 제거하는 것으로, DOC (디젤 산화 촉매) (71), DPF (72), 차압 센서 (73), 온도 센서 (74) 를 갖는다. DOC (71) 및 DPF (72) 는 원통형의 배기관로 내부에 형성되고, 배기관로의 상류측에 DOC (71) 가 형성되고, 배기관로의 하류측에 DPF (72) 가 형성된다. 또한, 터빈 (21) 과 배기 정화 장치 (7) 사이에는, 도징 연료 공급 장치 (70) 로부터 공급되는 도징 연료를 분사하는 도징 노즐 (70a) 이 배치된다. 이 도징 연료의 분사는, 강제 재생이 지시된 경우에 실시된다.
DOC (71) 는 Pt 등에 의해 실현되고, 배기 가스에 포함되는 CO (일산화탄소), HC (탄화수소), PM 에 포함되는 SOF (유기 가용 성분) 를 산화하여 제거한다. 또한 DOC (21) 는 배기 가스에 포함되는 NO (일산화 질소) 를 산화하여 NO2 (이산화질소) 로 변화시키고, 나아가 도징 노즐 (70a) 로부터 분사된 도징 연료를 산화함으로써 배기 가스 온도를 상승시킨다.
DPF (72) 는 PM 을 포집한다. DPF (72) 는 탄화규소 등을 기재로 하여 실현된다. 배기 가스에 포함되는 PM 은, DPF (72) 에 형성된 미세한 구멍을 통과할 때에 포집된다. 그리고, DPF (72) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스의 흐름 방향에 따른 미세 유로를 갖는 셀이 원통형의 배기관로 내에 밀집 배치된다. 그리고, 상류측 단부를 밀봉시킨 셀과 하류측 단부를 밀봉시킨 셀을 교대로 배치한 월 플로우형 DPF 이다. 포집된 PM 은 배기 가스가 산화 반응을 진행시킬 수 있는 온도인 것을 조건으로 하여, 배기 가스에 포함되는 산소 및 DOC (71) 에서 생성된 NO2 에 의해 산화 (연소) 되게 된다.
차압 센서 (73) 는 DPF (72) 의 상류측에 배치되어 DPF (72) 의 상류측의 압력을 검출하는 압력 센서 (73a) 와, DPF (72) 의 하류측에 배치되어 DPF (72) 의 하류측의 압력을 검출하는 압력 센서 (73b) 와, 압력 센서 (73a) 가 검출한 압력으로부터 압력 센서 (73b) 가 검출한 압력을 감산한 차압을 재생 제어부 (40) 에 출력하는 차압 검출부 (73c) 를 갖는다.
온도 센서 (74) 는 DPF (72)의 상류측에 배치되고, DPF (72) 의 입구의 배기 온도를 검출하고, DPF 온도로서 재생 제어부 (40) 에 출력한다.
배기 재순환 시스템 (8) 은 배기 매니폴드 (4A) 와 급기관로 (3) 를 연통하는 배기 재순환 통로 (31) 를 구비한다. 배기 재순환 통로 (31) 는 배기 매니폴드 (4A) 로부터 배기 가스의 일부를 추출하여 급기관로 (3) 에 재순환시킨다. 배기 재순환 통로 (31) 에는, 배기 재순환 통로 (31) 를 개폐하는 EGR 밸브 (32) 와 배기 매니폴드 (4A) 로부터의 배기 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러 (33) 가 형성되어 있다. 배기 재순환 시스템 (8) 은, 배기 재순환 통로 (31) 를 통하여 배기 가스의 일부를 급기 매니폴드 (3A) 에 환류시킴으로써, 급기 중의 산소 농도를 저하시키고, 엔진 본체 (1) 의 연소 온도를 낮춘다. 이로써, 배기 가스 중에 포함되는 질소산화물의 양을 저감시킬 수 있다.
여기서, 디젤 엔진 (100) 은 제어계로서, 엔진 회전 속도 센서 (3a) 와, 급기압 센서 (3c) 와, 배기압 센서 (3d) 와, 터빈 회전 속도 센서 (3e), 유량 센서 (3f) 를 구비한다. 엔진 회전 속도 센서 (3a) 는 엔진 본체 (1) 의 도시하지 않은 크랭크 샤프트의 회전 속도를 검출하고, 도시하지 않은 크랭크 샤프트의 회전 속도를 나타내는 신호를 엔진 컨트롤러 (30) 에 입력한다.
급기압 센서 (3c) 는, 콤프레셔 (22) 의 출구 통로와 급기 매니폴드 (3A) 사이의 급기압력을 검출하고, 엔진 컨트롤러 (30) 에 입력한다. 배기압 센서 (3d) 는 배기 매니폴드 (4A) 와 터빈 (21) 의 입구 통로 사이의 배기압력을 검출하고, 배기압력을 나타내는 신호를 엔진 컨트롤러 (30) 에 입력한다. 터빈 회전 속도 센서 (4e) 는, 터빈 (21) 의 회전 속도를 검출하고, 터빈 (21) 의 회전 속도를 나타내는 신호를 엔진 컨트롤러 (30) 에 입력한다.
엔진 컨트롤러 (30) 는 도시하지 않은 악셀 페달 등의 오퍼레이터의 요구에 따른 입력 수단의 입력치에 따라, 연료 분사량, 연료 분사 타이밍, EGR 밸브 (32), 가변 터보 노즐 (23) 을 조정하여 엔진 회전 수나 토크 제어를 실시함과 함께, 재생 제어부 (40) 로부터의 지시에 의해, 연료 분사량, 연료 분사 타이밍, EGR 밸브 (32), 가변 터보 노즐 (23) 을 조정하여 배기 온도를 상승시키고, 그 후 도징 노즐 (70a) 로부터 도징 연료를 분사함으로써, 강제 재생 제어를 실시한다. 특히, 엔진 컨트롤러 (30) 는 강제 재생 제어를 실시하는 경우, 연료 분사량을 억제하고, EGR 밸브 (32), 가변 터보 노즐 (23) 을 각각 닫힘으로 함으로써 배기 온도를 상승시킨다.
재생 제어부 (40) 는 차압 퇴적량 산출부 (41), 모델 퇴적량 산출부 (42), 차압 퇴적량 시간 변화율 산출부 (43), 및 PM 퇴적량 산출부 (44) 를 갖는다. 재생 제어부 (40) 는 엔진 컨트롤러 (30) 로부터 얻어지는 배기 가스 유량 정보, PM 발생량 정보, PM 연소량 정보, 차압 센서 (73) 로부터 얻어지는 차압, 및 온도 센서 (74) 로부터 얻어지는 DPF 온도를 기초로 DPF (72) 에 퇴적되는 PM 퇴적량을 추정하고, PM 퇴적량이 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 재생 지시부 (50) 에 통지한다. 또한, 재생 제어부 (40) 는 재생 지시부 (50) 로부터의 수동 재생 지시가 있는 경우에, 엔진 컨트롤러 (30) 에 수동 강제 재생을 실시하게 한다. 또한, 수동 강제 재생이 종료된 경우, 그 취지를 재생 지시부 (50) 에 통지한다.
재생 지시부 (50) 는 운전석 근방에 형성된 입출력 조작이 가능한 표시 패널에 형성되고, 재생 제어부 (40) 로부터 통지가 있는 경우, 수동 재생 지시를 촉진시키는 경고 표시를 실시함과 함께, 수동 재생 지시의 조작이 있는 경우에, 수동 재생 지시를 재생 제어부 (40) 에 출력한다. 또한, 재생 지시부 (50) 는 수동 강제 재생 지시의 종료 통지가 있는 경우, 그 취지를 표시 출력한다.
여기서, 재생 제어부 (40) 에 의한 재생 제어 처리에 대하여 설명한다. 도 2 는 재생 제어부 (40) 의 상세 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2 에 있어서, 차압 퇴적량 산출부 (41) 에는, 차압 센서 (73) 로부터의 DPF (72) 의 차압과 온도 센서 (74) 로부터의 DPF 온도와 엔진 컨트롤러 (30) 로부터의 배기 가스 유량 정보가 입력된다. 배기 가스 유량 정보는, DPF (72) 에 입력되는 배기 가스 체적 유량이다. 엔진 컨트롤러 (30) 는 유량 센서 (3f) 가 검출한 급기 질량 유량과 연료 분사량 센서 (3b) 가 검출한 연료 분사량으로부터 추정되는 배기 질량 유량을 가산한 질량 유량을 차압 퇴적량 산출부 (41) 에 출력한다. 그리고, 차압 퇴적량 산출부 (41) 는 엔진 컨트롤러 (30) 로부터 입력된 배기 가스 유량을, 온도 센서 (74) 로부터 입력된 DPF 온도를 기초로 배기 체적 유량으로 변환한다.
차압 퇴적량 산출부 (41) 는 이 변환한 배기 가스 유량과 차압과 PM 퇴적량의 관계를 나타내는 3 차원 맵을 갖고, 변환된 배기 가스 유량과 차압을 입력치로 하여 PM 퇴적량을 출력한다. 도 3 은 PM 퇴적량을 파라미터로 한 배기 가스 유량과 차압의 관계를 나타내는 도면이다. 배기 가스 유량이 일정한 경우, 차압의 증대에 수반하여 PM 퇴적량은 증대된다. 또한, 차압이 일정한 경우, 배기 가스 유량의 증대에 수반하여 PM 퇴적량은 감소한다. 예를 들어, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 유량이 QV1 에서 차압이 DP1 ∼ DP4 인 경우, 각각 PM 퇴적량은 P1 ∼ P4 가 된다. 즉, PM 퇴적량은 P1 보다 P4 쪽이 크다. 그리고, 차압 퇴적량 산출부 (41) 는 추정한 PM 퇴적량을 차압 퇴적량 (PMa) 으로서 PM 퇴적량 산출부 (44) 및 차압 퇴적량 시간 변화율 산출부 (43) 에 출력한다.
한편, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 모델 퇴적량 산출부 (42) 에는, 엔진 컨트롤러 (30) 로부터의 PM 발생량 정보 및 PM 연소량 정보와, 온도 센서 (74) 로부터의 DPF 온도가 입력된다. 엔진 컨트롤러 (30) 는, 연료 분사량이나 공연비 (空燃比) 등을 기초로 추정한 배기 가스 내의 PM 발생량을 나타내는 PM 발생량 정보와, DOC (71) 로부터 출력되는 것으로 추정한 NO2 발생량 및 DOC (71) 로부터 출력되는 O2 발생량을 나타내는 PM 연소량 정보를 모델 퇴적량 산출부 (42) 에 출력한다. 모델 퇴적량 산출부 (42) 는, 엔진에서 발생하는 PM 발생량으로부터 DPF (72) 에서 연소하는 PM 연소량을 감산함으로써 PM 퇴적량을 추정하는 연소 모델 (M) 을 이용하고 있다. 또한, 연소 모델 (M) 은 PM 퇴적 속도를 산출하고 있다.
NO2 에 의한 PM 연소량 산출부 (42a) 는, 엔진 컨트롤러 (30) 로부터 입력된 NO2 발생량과 DPF 온도를 기초로, 미리 실측 등으로 구해 둔 DPF (72) 에 퇴적된 PM 이 NO2 에 의해 산화 (연소) 되는 반응 속도를 맵 등으로 기억해 둔 것을 이용하여, NO2 에 의한 PM 연소 속도를 산출한다. O2 에 의한 PM 연소량 산출부 (42b) 는, 엔진 컨트롤러 (30) 로부터 입력된 O2 발생량과 DPF 온도를 기초로, 미리 실측 등으로 구해 둔 DPF (72) 에 퇴적된 PM 이 O2 에 의해 산화 (연소) 되는 반응 속도를 맵 등으로 기억해 둔 것을 이용하여, O2 에 의한 PM 연소 속도를 산출한다. 여기서, 엔진 컨트롤러 (30) 으로부터 입력되는 PM 발생량은 PM 발생 속도이고, 연산기 (42c) 는, PM 발생 속도로부터 NO2 에 의한 PM 연소 속도 및 O2 에 의한 PM 연소 속도를 감산한 PM 퇴적 속도를 적산부 (42d) 에 출력한다. 적산부 (42d) 는, 입력된 PM 퇴적 속도를 기초로 PM 퇴적량을 적산하고, 이 적산한 PM 퇴적량을 모델 퇴적량 (PMb) 으로서 PM 퇴적량 산출부 (44) 에 출력한다.
도 2 로 돌아와서, PM 퇴적량 산출부 (44) 는, 차압 퇴적량 산출부 (41) 로부터 입력된 차압 퇴적량 (PMa) 과 모델 퇴적량 산출부 (42) 로부터 입력된 모델 퇴적량 (PMb) 에 대하여 중량 계수를 곱하여 PM 퇴적량 (PMs) 를 산출한다. 즉, PM 퇴적량 (PMs) 은, 계수 (α) (0≤α≤1) 로서 다음 식 (1) 로 나타낼 수 있다.
PMs = α·PMa＋(1-α)·PMb …(1)
즉, 차압 퇴적량 (PMa) 에 곱해지는 중량 계수인 계수 (α) 와 모델 퇴적량 (PMb) 에 곱해지는 중량 계수인 계수 (1-α) 는, 각각 가산하여 「1」 이 되도록 하고 있다. 바꾸어 말하면, 계수 (α) 에 의해, 차압 퇴적량 (PMa) 과 모델 퇴적량 (PMb) 의 배분비를 결정하고 있다. 계수 (α) 가 1 이면, PM 퇴적량 (Ps) 은 차압 퇴적량 (PMa) 의 값이 되고, 계수 (α) 가 0 이면, PM 퇴적량 (Ps) 은 모델 퇴적량 (PMb) 의 값이 된다.
또한, PM 퇴적량 산출부 (44) 는, 계수 (α) 를 결정하는 계수 결정부 (45) 를 갖는다. 계수 결정부 (45) 에는, 엔진 컨트롤러 (30) 로부터의 배기 가스 유량 정보와 온도 센서 (74) 로부터의 DPF 온도가 입력되고, DPF 온도로 변환 보정한 DPF (72) 에서의 배기 가스 유량을 산출하고, 이 배기 가스 유량의 값이 소정치 (QVth) 를 초과한 경우에는, 계수 (α) 를 1 로 설정하고, 배기 가스 유량의 값이 소정치 (QVth) 미만인 경우에는, 계수 (α) 를 0 으로 설정한다. 한편, 차압 퇴적량 시간 변화율 산출부 (43) 는, 차압 퇴적량 산출부 (41) 로부터 입력되는 차압 퇴적량의 시간 변화율인 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 을 산출하고, 계수 결정부 (45) 내의 계수 수정부 (46) 에 출력한다. 계수 수정부 (46) 는, 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 이 임계치 (ΔPMath) 를 초과한 경우에, 계수 (α) 의 값을 계수 (α) 의 값보다 작은 계수 (α') 로 수정한다.
도 5 및 도 6 에 나타내는 플로우 차트를 참조하여, PM 퇴적량 산출부 (44) 의 처리 순서에 대하여 설명한다. 먼저, 도 5 에 있어서, PM 퇴적량 산출부 (44) 는, 먼저, 차압 퇴적량 산출부 (41) 로부터 차압 퇴적량 (PMa) 을 취득한다 (단계 S101). 또한 PM 퇴적량 산출부 (44) 는, 모델 퇴적량 산출부 (42) 로부터 모델 퇴적량 (PMb) 을 취득한다 (단계 S102). 그 후, 계수 결정부 (45) 에 의해 계수 (α) 를 결정하는 계수 결정 처리를 실시하게 한다 (단계 S103). 그 후, PM 퇴적량 산출부 (44) 는, 결정된 계수 (α) 를 이용하여, 식 (1) 에 따라 PM 퇴적량 (PMs) 을 산출한다 (단계 S104). 그 후, PM 퇴적량 산출부 (44) 는, 산출된 PM 퇴적량 (PMs) 이 임계치 (PMth) 를 초과하고 있는지 여부를 판단한다 (단계 S105). PM 퇴적량 (PMs) 이 임계치 (PMth) 를 초과하지 않은 경우 (단계 S105, No) 에는, 단계 S101 로 이행하여 상기 서술한 처리를 반복한다. 한편, PM 퇴적량 (PMs) 이 임계치 (PMth) 를 초과하는 경우 (단계 S105, Yes) 에는, 재생 지시부 (50) 에 대하여 수동 강제 재생을 해야 하는 취지의 지시를 실시하고 (단계 S106), 그 후, 단계 S101 로 이행하여 상기 서술한 처리를 반복한다.
단계 S103 에 나타내는 계수 결정 처리는, 도 6 에 나타낸 플로우 차트에 따라 실시된다. 즉, 계수 결정부 (45) 는, 먼저, 배기 가스 유량이 소정치 (QVth) 를 초과하고 있는지 여부를 판단한다 (단계 S201). 배기 가스 유량이 소정치 (QVth) 를 초과하지 않은 경우 (단계 S201, No) 에는, 계수 (α) 를 0 으로 설정하고 (단계 S203), 단계 S103 으로 리턴한다. 한편, 배기 가스 유량이 소정치 (QVth) 를 초과하는 경우 (단계 S201, Yes) 에는, 추가로 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 이 임계치 (ΔPMath) 를 초과하고 있는지 여부를 판단한다 (단계 S202). 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 이 임계치 (ΔPMath) 를 초과하지 않은 경우 (단계 S202, No) 에는, 계수 (α) 를 1 로 설정하고 (단계 S204), 단계 S103 으로 리턴한다. 한편, 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 이 임계치 (ΔPMath) 를 초과하는 경우 (단계 S202, Yes) 에는, 계수 (α) 를 1 보다 작은 계수 (α') 로 수정하고 (단계 S205), 단계 S103 으로 리턴한다.
이 결과, 계수 (α) 는 도 7 에 나타내는 바와 같이 결정된다. 즉, 배기 가스 유량 (QV) 이 소정치 (QVth) 미만인 경우, 계수 (α) 는 0 이 된다. 소정치 (QVth) 를 초과하고 있는 경우로서 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 이 임계치 (ΔPMath) 미만인 경우, 계수 (α) 는 1 이 된다. 소정치 (QVth) 를 초과하고 있는 경우로서 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 이 임계치 (ΔPMath) 를 초과하는 경우, 계수 (α) 는 1 보다 작은 계수 (α') 로 수정된다.
여기서, 배기 가스 유량 (QV) 이 소정치 (QVth) 미만 (도 8 에 나타내는 영역 (R1)) 인 경우에 계수 (α) 를 0 으로 하는 것은, 영역 (R1) 에서는, 차압 퇴적량 (PMa) 의 추정 정밀도가 낮아지기 때문이다. 이 때문에, 영역 (R1) 에서는, 계수 (α) 를 0 으로 하여 PM 퇴적량 (PMs) 을 모델 퇴적량 (PMb) 으로 추정하도록 하고 있다. 또한, 배기 가스 유량 (QV) 이 소정치 (QVth) 를 초과한 (도 8 에 나타내는 영역 (R2)) 경우에는 계수 (α) 를 1 로 하여 PM 퇴적량 (PMs) 을 차압 퇴적량 (PMa) 으로 추정하도록 하고 있다.
한편, 배기 가스 유량 (QV) 이 소정치 (QVth) 를 초과한 (도 8 에 나타내는 영역 (R2)) 경우에 계수 (α) 를 1 로 하여 PM 퇴적량 (PMs) 을 모두 차압 퇴적량 (PMa) 으로 추정하면, 도 13 에 나타낸 바와 같이 DPF (72) 의 셀 내에서 PM 이 떨어져, 셀이 폐색되는 경우가 있으며, 이 경우, 실제의 PM 퇴적량과는 관계없이 차압이 급상승하여 PM 퇴적량의 추정 정밀도가 극단적으로 나빠짐과 함께, 불필요한 수동 강제 재생을 지시하게 된다. 이 때문에, 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 이 임계치 (ΔPMath) 를 초과한 경우, 계수 (α) 를 1 보다 작은 계수 (α') 로 하여, 셀 폐색에 의한 차압 급상승에 수반하는 차압 퇴적량 (PMa) 의 증대분의 영향이 작아지도록 하고 있다.
예를 들어, 도 9 에 나타내는 시점 (t1) 에서 DPF (72) 의 셀 폐색이 발생한 경우, 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 셀 폐색에 수반하여, 파선부와 같이 차압 (DP) 은 급상승한다. 그 때, 도 9(c) 에 나타내는 바와 같이, 시점 (t1) 에서 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 은, 파선부와 같이 임계치 (ΔPMath) 를 초과한다. 그 경우, 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 산출된 PM 퇴적량 (PMs) 은, 수동 강제 재생 지시를 실시하기 위한 임계치 (PMth) 를 초과하게 된다. 이 경우, 도 9(a) 의 실선으로 나타내는 실제 PM 퇴적량과 파선으로 나타내는 산출된 PM 퇴적량의 차인 사선분의 PM 퇴적량 증가분 (ΔS) 은 큰 오차가 된다. 이 때문에, 계수 (α) 를 1 보다 작은 계수 (α') 로 하여, PM 퇴적량 증가분 (ΔS) 을 감소시키고, 모델 퇴적량 (PMb) 의 추정 비율을 늘려서 보충하도록 하고 있다.
따라서, 이 실시형태에서는, 배기 가스 유량 (QV) 이 소정치 (QVth) 를 초과하지 않는 영역 (R1) 에서는, 차압 퇴적량 (PMa) 에 비하여 오차가 작은 모델 퇴적량 (PMb) 을 이용하여 PM 퇴적량 (PMs) 을 추정하고, 배기 가스 유량 (QV) 이 소정치 (QVth) 를 초과하는 영역 (R2) 에서는, 정밀도가 높은 차압 퇴적량 (PMa) 을 이용하여 PM 퇴적량 (PMs) 을 추정하도록 하고, 또한 배기 가스 유량 (QV) 이 소정치 (QVth) 를 초과하는 영역 (R2) 에서는, 계수 (α) 를 작게 하여 DPF (72) 의 셀 폐색에 수반하는 차압 급상승에 의한 오차 성분이 작아지도록 하고 있기 때문에, 정밀도가 높아 불필요한 경우가 없는 수동 강제 재생의 지시를 확실하게 실시할 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 의 변동에 관계없이, 계수 (α') 를 미리 설정된 일정한 값으로 하였지만 (도 10 의 L1), 이에 한정되지 않고, 계수 (α') 를 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 의 함수치로 해도 된다. 즉,
α' = f(ΔPMa)
로 하고, 도 10 의 L2 에 나타내는 바와 같이, 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 의 증가에 수반하여 계수 (α') 의 값이 감소하도록 하면 된다. 이로써, 가능한 한 차압 퇴적량 (PMa) 를 이용하여 추정 정밀도를 높임과 함께, 불필요한 수동 강제 재생의 지시 발생을 억제할 수 있다. 또한, 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 대신에, 차압 시간 변화율의 함수로 해도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 유량 (QV) 의 소정치 (QVth) 에서 급격하게 계수가 변화하도록 하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 소정치 (QVth) 를 초과하고 나서, 매끄럽게 계수 (α) 가 변화하도록 모듈레이션을 가하도록 해도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 차압 퇴적량 시간 변화율 (ΔPMa) 의 급상승의 발생이 없는 경우, 영역 (R1) 에서 계수 (α) 를 0 으로 설정하고, 영역 (R2) 에서 계수 (α) 를 1 로 설정하는 것을 전제로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 영역 (R1) 의 계수 (α) 는 0 이 아니고, 영역 (R1) 에서는 주로 모델 퇴적량 (PMb) 이 이용되고, 또한, 영역 (R2) 의 계수 (α) 는 1 이 아니고, 영역 (R2) 에서는 주로 차압 퇴적량 (PMa) 이 사용되도록 해도 된다.
1 ; 엔진 본체
2 ; 에어 클리너
3 ; 급기관로
4 ; 배기관로
5 ; 냉각 기구
6 ; 배기 터빈 과급기
7 ; 배기 정화 장치
8 ; 배기 재순환 시스템
3a ; 엔진 회전 속도 센서
3c ; 급기압 센서
3d ; 배기압 센서
3e ; 터빈 회전 속도 센서
3f ; 유량 센서
21 ; 터빈
21a ; 터빈 익차
22 ; 콤프레셔
23 ; 가변 터보 노즐
24 ; 바이패스로
30 ; 엔진 컨트롤러
31 ; 배기 재순환 통로
32 ; EGR 밸브
33 ; EGR 쿨러
40 ; 재생 제어부
41 ; 차압 퇴적량 산출부
42 ; 모델 퇴적량 산출부
42a ; NO2 에 의한 PM 연소량 산출부
42b ; O2 에 의한 PM 연소량 산출부
42c ; 연산기
42d ; 적산부
43 ; 차압 퇴적량 시간 변화율 산출부
44 ; PM 퇴적량 산출부
45 ; 계수 결정부
46 ; 계수 수정부
50 ; 재생 지시부
70 ; 도징 연료 공급 장치
70a ; 도징 노즐
71 ; DOC
72 ; DPF
73 ; 차압 센서
74 ; 온도 센서
100 ; 디젤 엔진

Claims (7)

  1. 엔진의 배기 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 입자상 물질 제거 필터의 입구측과 출구측의 차압 및 배기 가스 유량을 기초로 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 차압 퇴적량을 산출하는 차압 퇴적량 산출부와,
    상기 입자상 물질 제거 필터에 입력되는 상기 배기 가스 내의 입자상 물질량으로부터 상기 입자상 물질 제거 필터에서 연소하는 입자상 물질량을 감산하는 모델을 이용하여 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 모델 퇴적량을 산출하는 모델 퇴적량 산출부와,
    상기 차압 퇴적량의 시간 변화율을 산출하는 차압 퇴적량 변화율 산출부와,
    제 1 계수와 제 2 계수의 합이 일정치가 되는 조건에서, 상기 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈한 값과 상기 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈한 값의 가산치를 입자상 물질 퇴적량으로서 산출할 때, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 상기 제 2 계수의 값에 비하여 크게 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치를 초과하는 경우, 그 설정된 제 1 계수에 비하여 상기 제 1 계수의 값을 작은 값으로 수정하여 상기 입자상 물질 퇴적량을 산출하는 입자상 물질 퇴적량 산출부를 구비한 것을 특징으로 하는 입자상 물질 퇴적량 추정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자상 물질 퇴적량 산출부는, 상기 제 1 계수와 상기 제 2 계수의 합을 1 로 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하면서, 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 0 초과 1 미만으로 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하지 않는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 0 으로 설정하는 것을 특징으로 하는 입자상 물질 퇴적량 추정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 입자상 물질 퇴적량 산출부는, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치 이상인 경우, 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율의 증가에 따라, 설정된 상기 제 1 계수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 입자상 물질 퇴적량 추정 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 입자상 물질 퇴적량 산출부는, 산출된 상기 입자상 물질 퇴적량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 입자상 물질 제거 필터에 대한 수동 강제 재생을 실시하게 하는 지시를 출력하는 것을 특징으로 하는 입자상 물질 퇴적량 추정 장치.
  5. 엔진의 배기 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 입자상 물질 제거 필터와,
    상기 엔진을 제어하는 엔진 제어부와,
    상기 입자상 물질 제거 필터의 재생을 제어하는 재생 제어부와,
    상기 입자상 물질 제거 필터의 입구측과 출구측의 차압을 검출하는 차압 센서와,
    상기 입자상 물질 제거 필터에 대한 수동 강제 재생을 지시하는 재생 지시부를 구비하고,
    상기 재생 제어부는,
    상기 차압 및 상기 엔진 제어부로부터 입력되는 배기 가스 유량을 기초로 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 차압 퇴적량을 산출하는 차압 퇴적량 산출부와,
    상기 입자상 물질 제거 필터에 입력되는 상기 배기 가스 내의 입자상 물질량으로부터 상기 입자상 물질 제거 필터에서 연소하는 입자상 물질량을 감산하는 모델을 이용하여 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 모델 퇴적량을 산출하는 모델 퇴적량 산출부와,
    상기 차압 퇴적량의 시간 변화율을 산출하는 차압 변화율 산출부와,
    제 1 계수와 제 2 계수의 합이 일정치가 되는 조건에서, 상기 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈한 값과 상기 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈한 값의 가산치를 입자상 물질 퇴적량으로서 산출할 때, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 상기 제 2 계수의 값에 비하여 크게 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치를 초과하는 경우, 그 설정된 제 1 계수에 비하여 상기 제 1 계수의 값을 작은 값으로 수정하여 상기 입자상 물질 퇴적량을 산출하고, 이 산출된 상기 입자상 물질 퇴적량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 수동 강제 재생을 실시해야 하는 취지의 지시를 상기 재생 지시부에 출력하는 입자상 물질 퇴적량 산출부를 구비한 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 재생 제어부는, 상기 재생 지시부로부터 수동 강제 재생 실행의 지시를 받은 경우, 상기 엔진 제어부를 통하여 수동 강제 재생을 실행하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 시스템.
  7. 엔진의 배기 가스로부터 입자상 물질을 제거하는 입자상 물질 제거 필터의 입구측과 출구측의 차압 및 배기 가스 유량을 기초로 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 차압 퇴적량을 산출하는 차압 퇴적량 단계와,
    상기 입자상 물질 제거 필터에 입력되는 상기 배기 가스 내의 입자상 물질량으로부터 상기 입자상 물질 제거 필터에서 연소하는 입자상 물질량을 감산하는 모델을 이용하여 상기 입자상 물질 제거 필터에 퇴적되는 입자상 물질 퇴적량을 추정한 모델 퇴적량을 산출하는 모델 퇴적량 산출 단계와,
    상기 차압 퇴적량의 시간 변화율을 산출하는 차압 변화율 산출 단계와,
    제 1 계수와 제 2 계수의 합이 일정치가 되는 조건에서, 상기 차압 퇴적량에 제 1 계수를 곱셈한 값과 상기 모델 퇴적량에 제 2 계수를 곱셈한 값의 가산치를 입자상 물질 퇴적량으로서 산출할 때, 상기 배기 가스 유량이 소정치를 초과하는 경우, 상기 제 1 계수의 값을 상기 제 2 계수의 값에 비하여 크게 설정하고, 상기 배기 가스 유량이 상기 소정치를 초과하고, 또한 상기 차압 퇴적량의 시간 변화율이 소정 임계치를 초과하는 경우, 그 설정된 제 1 계수에 비하여 상기 제 1 계수의 값을 작은값으로 수정하여 상기 입자상 물질 퇴적량을 산출하는 입자상 물질 퇴적량 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자상 물질 퇴적량 추정 방법.
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