KR101669290B1 - Dpf regeneration apparatus for construction machinery and dpf regenation method for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 건설기계의 DPF 재생장치는 DPF 수트를 연소시키기 위한 연료를 분사하는 연료 분사 유닛(20); 및 능동 재생이 수행되도록 상기 연료 분사 유닛(20)을 제어하는 제어부(60)를 포함하며, 상기 제어부(60)는 상기 능동 재생이 발생하는 적어도 하나의 능동 재생 시점(a1, a2,.....an)을 설정하고, 설정된 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하는지를 판단하며, 판단결과 상기 능동 재생 시점 이내에 상기 자연 재생이 발생하는 경우 상기 자연 재생이 발생한 시점 이후의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하지 않는 경우 상기 모든 능동 재생 시점의 능동 재생을 수행한다.A DPF regeneration apparatus of a construction machine according to the present invention includes: a fuel injection unit (20) for injecting fuel for burning a DPF soot; And a controller (60) for controlling the fuel injection unit (20) to perform active regeneration, wherein the controller (60) includes at least one active regeneration point (a1, a2, ..., and determines whether or not the natural reproduction occurs within the set active reproduction time. When the natural reproduction occurs within the active reproduction time, the active reproduction is not performed after the natural reproduction occurs, When the natural reproduction does not occur within the active reproduction time, the active reproduction at all of the active reproduction time is performed.

Description

건설기계의 ＤＰＦ 재생장치 및 재생방법{DPF REGENERATION APPARATUS FOR CONSTRUCTION MACHINERY AND DPF REGENATION METHOD FOR THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a DPF regenerating apparatus and a DPF regenerating method for a construction machine,

본 발명의 굴삭기나 휠로더와 같은 건설기계에 관한 것으로서, 특히 건설기계의 매연을 저감하기 위한 DPF(Diesel Particulate Filter)를 재생시키기 위한 재생장치 및 재생방법에 관한 것이다. The present invention relates to a construction machine such as an excavator or a wheel loader of the present invention, and more particularly to a regenerating apparatus and a regeneration method for regenerating a DPF (Diesel Particulate Filter) for reducing the smoke of a construction machine.

일반적으로 건설기계는 디젤엔진을 사용하고 있다. 이러한 디젤엔진은 배기 가스 중에는 CO, HC, 및 NOx(질소화합물)등과 같은 유해 성분이 다량 포함되어 있다.Generally, construction machines are using diesel engines. Such diesel engines contain a large amount of harmful components such as CO, HC, and NOx (nitrogen compounds) in the exhaust gas.

이러한 배기 가스 중 NOx는 연소 온도가 높아지면 NOx의 양도 증가된다. 이러한 NOx양을 줄이기 위해 엔진의 연소 온도를 저감시키거나 촉매등을 이용한 정화 방법과 같은 다양한 방식이 사용되고 있다.The amount of NOx in the exhaust gas increases as the combustion temperature increases. In order to reduce the amount of NOx, various methods such as reducing the combustion temperature of the engine or using a catalyst or the like have been used.

특히, 유럽 및 북미를 중심으로 디젤엔진에서 배출되는 PM(Particulate Matter)에 대한 규제 강화되고 있고, 이로 인해 DPF(Diesel Particulate Filter) 혹은 CPF(Catalyzed Particulate Filter)를 적용하여 규제에 대응하고 있다.Particularly, regulations on PM (Particulate Matter) emitted from diesel engines in Europe and North America are being tightened. Therefore, DPF (Diesel Particulate Filter) or CPF (Catalyzed Particulate Filter) is applied to meet regulations.

이중 DPF는 포집된 PM을 제거하기 위해 재생 과정을 수행하게 된다. DPF 재생 방법에는 엔진의 구동과정에서 DPF가 고온으로 가열되어 DPF의 수트(soot)를 자동으로 태우는 자연 재생(Passive Regeneration) 방법과, 특정한 조건에 도달하게 되면 제어부(10)가 자동으로 DPF의 수트를 태울 수 있도록 제어하는 능동 재생(Active Regeneration) 방법과, 위 두 가지 방법을 다 사용하였음에도 불구하고 DPF의 막힘 정도가 높은 경우 강제 재생 스위치를 눌러 강제 재생시키는 강제 재생(Manual Regeneration) 방법이 있다. The DPF performs a regeneration process to remove the trapped PM. The DPF regeneration method includes a passive regeneration method in which the DPF is heated to a high temperature during the driving process of the engine to automatically burn the soot of the DPF and a method of automatically regenerating the soot of the DPF when the specific condition is reached, And a manual regeneration method in which, when the degree of clogging of the DPF is high, the forced regeneration switch is forcibly regenerated by pressing the forced regeneration switch although there are used both of the above methods.

이러한 재생 방법 중 능동 재생 방법은 연료를 분사하여 DPF의 수트를 태우기 때문에 연비를 악영향을 주고 있다. 통상 능동 재생에 의해 약 2~5% 정도의 연비가 악화되고 있다. 따라서, 불필요한 능동 재생을 줄여 연비를 향상시킬 필요성이 대두되고 있다.Among these regeneration methods, the active regeneration method burns the soot of the DPF by injecting the fuel, which adversely affects the fuel efficiency. Fuel efficiency of about 2 to 5% is deteriorated by active regeneration in general. Therefore, there is a need to improve fuel efficiency by reducing unnecessary active regeneration.

또한, 장비 사양별로 특성이 다르기 때문에 능동 재생을 위한 조건을 장비 사양별로 다르게 설정해야 하기 때문에 장비 사양별로 다른 제어모듈을 사용해야 하는 불편이 있다. In addition, since characteristics vary according to the equipment specifications, conditions for active regeneration must be set differently according to the equipment specifications, so it is inconvenient to use different control modules for each equipment specification.

한편, 동일한 장비라도 작업 현장에 따라 작업 조건이 다르기 때문에 각 장비의 현재 운행 상태에 따라 능동 재생을 최적화시킬 필요가 있다. On the other hand, even if the same equipment is used, it is necessary to optimize the active regeneration according to the current operating condition of each equipment since the working conditions are different according to the operation site.

본 발명은 전술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 연비를 향상시킬 수 있는 건설기계의 DPF 재생 장치 및 재생 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a DPF regenerating apparatus and a regeneration method of a construction machine capable of improving fuel economy.

본 발명의 다른 목적은 사양이 다른 장비라 하더라도 제어모듈을 공용화할 수 있는 건설기계의 DPF 재생 장치 및 재생 방법을 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a DPF regenerating apparatus and a regenerating method of a construction machine that can share a control module even if the apparatus is of a different specification.

본 발명의 또 다른 목적은 작업 조건에 따라 DPF 재생을 최적화할 수 있는 건설기계의 DPF 재생 장치 및 재생 방법을 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a DPF regenerating apparatus and a regeneration method of a construction machine capable of optimizing DPF regeneration according to working conditions.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 DPF 재생장치는 연료 분사없이 DPF가 고온으로 가열되어 수트(soot)가 연소되는 자연 재생과 DPF의 수트를 연소시키기 위해 연료를 분사하는 능동 재생이 이루어지는 건설기계에 적용되는 것으로서, 상기 DPF 수트를 연소시키기 위한 연료를 분사하는 연료 분사 유닛(20); 및 상기 능동 재생이 수행되도록 상기 연료 분사 유닛(20)을 제어하는 제어부(60)를 포함하며, 상기 제어부(60)는 상기 능동 재생이 발생하는 적어도 하나의 능동 재생 시점(a1, a2,.....an)을 설정하고, 설정된 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하는지를 판단하며, 판단결과 상기 능동 재생 시점 이내에 상기 자연 재생이 발생하는 경우 상기 자연 재생이 발생한 시점 이후의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하지 않는 경우 상기 모든 능동 재생 시점의 능동 재생을 수행하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a DPF regenerating apparatus for a construction machine, the DPF regenerating apparatus comprising: a DPF regenerator for regenerating a regenerated DPF by burning a soot, A fuel injection unit (20) applied to a construction machine in which active regeneration is performed, which injects fuel for burning the DPF soot; And a controller (60) for controlling the fuel injection unit (20) such that the active regeneration is performed. The controller (60) includes at least one active regeneration point (a1, a2, ..., ... an) is set, and it is determined whether or not the natural reproduction occurs within the set active reproduction time. If the natural reproduction occurs within the active reproduction time, the active reproduction after the natural reproduction is not performed And when the natural reproduction does not occur within the active reproduction time, the active reproduction at all the active reproduction time is performed.

본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 능동 재생 시점은 시간상 순차적인 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)을 포함하며, 상기 제어부(60)는 상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1) 이내에 발생하면, 상기 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1)과 상기 제2시점(a2) 사이에 발생하면 상기 제1시점(a1)의 능동 재생을 수행하되 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않으며, 상기 자연 재생이 상기 제2시점(a2) 이내에 발생하지 않으면 상기 제1시점(a1) 및 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행한다.According to an embodiment of the present invention, the active reproduction time includes a first time point a1 and a second time point a2, which are sequential in time, and the controller 60 determines that the natural reproduction is the first time point a1, (A1) and the second view (a2) when the natural reproduction occurs between the first view (a1) and the second view (a2) without performing the active reproduction of the first view The method of claim 1, wherein if the active reproduction of the first viewpoint (a1) is performed but the active reproduction of the second viewpoint (a2) is not performed and the natural reproduction does not occur within the second viewpoint (a2) And performs active reproduction of the second time point a2.

또한, 상기 제어부(60)는 상기 제2시점 이내(a2)에 자연 재생이 발생하지 않고 상기 제2시점(a2)의 능동재생의 마지막 시점인 경우, 상기 능동 재생 시점(a1, a2,.....an)을 재설정한다.If the natural reproduction does not occur within the second time point a2 but is the last time point of the active reproduction at the second time point a2, the control unit 60 determines that the active reproduction time point a1, a2, ..., ... an).

또한, 상기 DPF 재생 장치는 상기 DPF의 전단과 후단의 차압을 감지하기 위한 차압센서(30)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부(60)는 상기 차압센서(30)로부터 감지된 차압이 기준 차압 이상인 경우, 상기 자연 재생의 발생 여부를 고려하지 않고 상기 능동 재생을 수행하도록 상기 연료 분사 유닛(20)을 제어한다.Further, the DPF regenerating apparatus may further include a differential pressure sensor 30 for sensing the differential pressure between the front end and the downstream end of the DPF, and the control unit 60 controls the differential pressure sensor 30 such that the differential pressure sensed by the differential pressure sensor 30 is equal to or greater than a reference differential pressure , The fuel injection unit 20 is controlled to perform the active regeneration without considering whether or not the natural regeneration has occurred.

한편, 전술한 바와 같은 목적은 연료 분사없이 DPF가 고온으로 가열되어 수트(soot)가 연소되는 자연 재생과 DPF의 수트를 연소시키기 위해 연료를 분사하는 능동 재생이 이루어지는 건설기계의 DPF 재생 방법에 있어서, a) 능동 재생이 이루어지는 적어도 하나의 능동 재생 시점(a1, a2,.....an)을 설정하는 단계; b) 상기 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하는지를 판단하는 단계; 및 c) 상기 b)단계에서 능동 재생 시점 이내에 상기 자연 재생이 발생하는 경우 상기 자연 재생이 발생하는 시점 이후의 능동 재생 시점의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 b) 단계에서 상기 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하지 않는 경우 상기 모든 능동 재생을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 방법에 의해서도 달성될 수 있다.It is another object of the present invention to provide a DPF regeneration method for a construction machine in which natural regeneration in which a DPF is heated to a high temperature without fuel injection and active regeneration of injecting fuel to burn a soot of the DPF is performed a) setting at least one active reproduction time point (a1, a2, ..... an) at which active reproduction is performed; b) determining whether natural regeneration occurs within the active regeneration time; And c) if the natural regeneration occurs within the active regeneration time in the step b), the active regeneration is not performed at the active regeneration point after the natural regeneration occurs, and in the step b) And performing all of the active regeneration when the regeneration does not occur in the DPF regenerating method of the construction machine.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 c) 단계에서 능동 재생 시점 이내에 상기 자연 재생이 발생하지 않는 경우, 상기 a) 단계의 상기 능동 재생 시점을 설정하는 단계를 다시 수행한다.According to an embodiment of the present invention, when the natural reproduction does not occur within the active reproduction time in the step c), the step of setting the active reproduction time of the step a) is performed again.

또한, 상기 a) 단계에서 상기 능동 재생 시점은 시간상 순차적인 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)을 포함할 수 있으며, 상기 c) 단계는 상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1) 이내에 발생하면, 상기 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1)과 상기 제2시점(a2) 사이에 발생하면 상기 제1시점(a1)의 능동 재생을 수행하되 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않으며, 상기 자연 재생이 상기 제2시점(a2) 이내에 발생하지 않으면 상기 제1시점(a1) 및 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행할 수 있다.In the step a), the active reproduction time may include a first time point a1 and a second time point a2, which are sequential in time, and the step c) (A1) and the second view (a2) when the natural reproduction occurs between the first view (a1) and the second view (a2) without performing the active reproduction of the first view The method of claim 1, wherein if the active reproduction of the first viewpoint (a1) is performed but the active reproduction of the second viewpoint (a2) is not performed and the natural reproduction does not occur within the second viewpoint (a2) The active reproduction of the second time point a2 may be performed.

또한, 상기 제2시점(a2) 이내에 자연 재생이 발생하지 않고 상기 제2시점(a2)의 능동재생의 마지막 시점인 경우, 상기 a) 단계의 상기 능동 재생 시점을 설정하는 단계를 다시 수행할 수 있다.If the natural reproduction does not occur within the second time point a2 but is the last time point of the active reproduction at the second time point a2, the step of setting the active reproduction time point in the step a) have.

또한, 상기 a) 단계의 능동 재생 시점에 능동 재생이 일어나는 조건은 건설기계의 주행거리와 가동시간과 연료사용량을 포함하되 상기 DPF 전단과 후단의 차압은 제외될 수 있다.Also, the conditions under which the active regeneration occurs at the active regeneration time in the step a) include the traveling distance, the operation time and the fuel consumption amount of the construction machine, but the differential pressure between the front end and the rear end of the DPF may be excluded.

한편, 전술한 바와 같은 DPF 재생 방법은 d) 상기 DPF의 전단과 후단의 차압을 감지하는 단계; 및 e) 상기 감지된 차압이 기준 차압 보다 크면, 상기 자연 재생의 발생 여부를 고려하지 않고 상기 능동 재생을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the DPF regeneration method as described above includes: d) sensing differential pressure between the front end and the rear end of the DPF; And e) if the sensed pressure difference is greater than a reference pressure difference, performing the active regeneration without considering the occurrence of the spontaneous regeneration.

전술한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 자연 재생이 발생한 시점 이후의 능동 재생 시점의 능동 재생을 수행하지 않음으로써, 불필요한 능동 재생의 수행을 방지할 수 있고, 이에 의해 연비를 향상시킬 수 있게 된다.According to the above-mentioned problem, since the active regeneration is not performed at the active regeneration starting point after the natural regeneration has occurred, it is possible to prevent unnecessary active regeneration, thereby improving fuel economy.

또한, 능동 재생 시점의 마지막 시점까지 자연 재생이 발생하지 않는 경우, 능동 재생 시점을 다시 설정함으로써, 능동 재생의 횟수가 부족하여 DPF가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, when the natural regeneration does not occur until the last point of the active regeneration point, the active regeneration point is set again, thereby preventing the DPF from being damaged due to insufficient number of active regeneration.

또한, DPF 차압센서에 의해 감지된 차압이 기준 차압을 초과하는 경우 설정된 능동 재생 시점과 관계없이 능동 재생을 수행함으로써, DPF 재생의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다. In addition, when the differential pressure sensed by the DPF differential pressure sensor exceeds the reference differential pressure, the active regeneration is performed irrespective of the set active regeneration point, thereby ensuring the reliability of DPF regeneration.

한편, 능동 재생 시점을 설정하는 단계에 의해 각 장비 사양 별로 동일한 모듈을 공용화하여 사용할 수 있게 된다. 즉, 각 장비 사양 별로 서로 다른 제어모듈을 사용하지 않아도 되어 건설기계의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. On the other hand, by setting the active reproduction time point, the same module can be shared and used for each equipment specification. That is, it is not necessary to use different control modules for each equipment specification, so that the productivity of the construction machine can be improved.

또한, 능동 재생 시점을 작업 조건에 따라 실시간으로 재설정함으로써, 작업 조건에 최적화된 DPF 재생을 수행할 수 있게 된다.In addition, by resetting the active regeneration point in real time according to the working conditions, DPF regeneration optimized for the working conditions can be performed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 DPF 재생장치를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 도 1의 재생장치에 따른 DPF 재생방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram schematically showing a DPF regenerating apparatus for a construction machine according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart schematically showing a DPF regeneration method according to the regeneration apparatus of FIG.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 DPF 재생장치 및 재생방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a DPF regenerating apparatus and a regeneration method of a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 DPF 재생 장치는 연료 분사없이 엔진(10)에 의해 DPF가 고온으로 가열되어 DPF의 수트가 연소되는 자연 재생과 DPF의 수트를 태우기 위해 연료를 분사하는 능동 재생을 효율적으로 제어하기 위한 것이다. 1, a DPF regenerating apparatus for a construction machine according to an embodiment of the present invention includes a DPF regeneration unit for regenerating a DPF by heating the DPF at a high temperature by the engine 10 without fuel injection, This is to efficiently control the active regeneration that injects the fuel.

통상적으로, 자연 재생은 고부하 작업을 많이 하거나 대형 건설기계에서 잘 발생하는 반면, 경부하 작업을 주로 하거나 소형의 건설기계에서는 자연 재생이 잘 발생하지 않는다. 따라서, 자연 재생을 고려하여 능동 재생을 제어하여야 연비를 향상시킴과 아울러 DPF가 막히는 것을 방지할 수 있게 된다. 이하에서는 전술한 장점을 가진 DPF 재생 장치 및 재생 방법에 대하여 설명한다.Generally, natural regeneration is often performed in a heavy construction machine or in a heavy construction machine, while natural regeneration does not occur in a light construction machine or in a small construction machine. Therefore, the active regeneration should be controlled in consideration of natural regeneration, thereby improving the fuel efficiency and preventing the DPF from being clogged. Hereinafter, a DPF reproducing apparatus and a reproducing method having the above-described advantages will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 DPF 재생 장치는 DPF 수트를 연소시키기 위한 연료를 분사하는 연료 분사 유닛(20)과, DPF 전단과 후단의 차압을 감지하기 위한 차압센서(30)와, DPF 온도를 감지하기 위한 DPF 온도센서(40)와, 건설기계의 주행속도를 감지하기 위한 차속센서(50) 및 제어부(60)를 포함한다. The DPF regenerating apparatus for a construction machine according to an embodiment of the present invention includes a fuel injection unit 20 for injecting fuel for burning a DPF soot, a differential pressure sensor 30 for sensing the differential pressure between the front and rear ends of the DPF, A DPF temperature sensor 40 for sensing the DPF temperature, a vehicle speed sensor 50 for sensing the running speed of the construction machine, and a control unit 60. [

상기 연료 분사 유닛(20)은 상기 DPF에 축척된 수트를 태울 수 있도록 연료를 분사하기 위한 것으로서, 상기 제어부(60)의 제어 신호에 따라 연료를 분사하게 된다. The fuel injection unit 20 is for injecting fuel so as to burn the soot accumulated in the DPF, and injects fuel according to a control signal of the control unit 60.

상기 차압센서(30)는 상기 DPF의 전단과 후단의 압력차를 감지하기 위한 것으로서, 상기 차압센서(30)에 의해 감지된 압력차가 클수록 상기 DPF가 수트에 의해 막힌 정도가 커지는 것을 의미한다. 이러한 차압센서(30)에 의해 감지된 차압은 상기 제어부(60)로 전송된다. 그러면 제어부(60)는 상기 차압센서(30)에 의해 감지된 차압이 기준 차압보다 큰지 여부를 판단하고, 판단결과 감지된 차압이 기준 차압보다 큰 경우 제어부(60)는 최우선적으로 능동 재생을 수행하게 된다. The differential pressure sensor 30 senses a pressure difference between the front end and the rear end of the DPF. The greater the pressure difference sensed by the differential pressure sensor 30, the greater the degree of clogging of the DPF by the soot. The differential pressure sensed by the differential pressure sensor 30 is transmitted to the controller 60. Then, the controller 60 determines whether the differential pressure sensed by the differential pressure sensor 30 is greater than the reference differential pressure. If the sensed differential pressure is greater than the reference differential pressure, the controller 60 performs active regeneration first .

상기 DPF 온도센서(40)는 DPF의 온도를 감지하기 위한 것으로서, 감지된 DPF의 온도는 제어부(60)로 전송되어 자연 재생의 발생 여부를 판단하기 위한 정보로 이용된다. The DPF temperature sensor 40 senses the temperature of the DPF, and the sensed temperature of the DPF is transmitted to the controller 60 to be used as information for determining whether natural regeneration has occurred.

상기 차속센서(50)는 건설기계의 주행속도를 감지하기 위한 것으로서, 감지된 주행속도는 제어부(60)로 전송되어 건설기계의 주행거리를 산출하기 위한 정보로 이용된다. 산출된 주행거리는 상기 능동 재생을 발생시키기 위한 정보로서 사용될 수 있다.The vehicle speed sensor 50 senses the traveling speed of the construction machine, and the sensed traveling speed is transmitted to the controller 60 to be used as information for calculating the traveling distance of the construction machine. The calculated travel distance can be used as information for generating the active regeneration.

상기 제어부(60)는 상기 엔진(10)로부터 전송된 엔진에 관한 정보와, 상기 차압센서(30)와 상기 DPF 온도센서(40)와 상기 차속센서(50)로부터 전송된 정보를 기초로 상기 연료 분사 유닛(20)을 제어하여 상기 능동 재생을 제어하게 된다. 이러한 제어부(60)는 건설기계의 작업 장치 등을 제어하기 위한 장비 제어부와 ECU(Electronic Control Unit)와 같은 엔진 제어부를 포함하도록 구성될 수도 있으나, 하나의 제어모듈로도 구성될 수도 있다. The control unit 60 controls the engine 10 based on the information about the engine transmitted from the engine 10 and the information about the engine 10 based on the information of the differential pressure sensor 30 and the information transmitted from the DPF temperature sensor 40 and the vehicle speed sensor 50. [ And controls the spraying unit 20 to control the active regeneration. The control unit 60 may be configured to include an equipment control unit for controlling a work machine or the like of the construction machine and an engine control unit such as an ECU (Electronic Control Unit), but may also be configured as one control module.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 DPF 재생장치의 재생방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a reproducing method of the DPF reproducing apparatus having the above-described configuration will be described.

도 1 및 도 2를 참조하면, 우선 제어부(60)는 능동 재생 시점(a1, a2,......an)을 설정한다(S100). 능동 재생 시점을 설정하는 단계는 크게 2가지로 분류될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, first, the controller 60 sets the active reproduction time points a1, a2, ... an (S100). The steps of setting the active playback point can be roughly classified into two types.

상기 2 단계 중 하나는 일정 기간 동안 건설기계를 운용하면서 능동 재생이 발생하는 시점과 조건 및 자연 재생이 일어나는 시점을 검색한다. 여기서, 능동 재생 조건은 엔진 가동시간, 주행거리, 연료 사용량 등이 될 수 있다. 즉, 상기 조건들 중 어느 하나를 충족시키면 제어부(60)는 능동 재생을 수행하게 된다. 상기 엔진 가동시간과 연료 사용량은 엔진(10)으로부터 전송된 정보를 기초로 제어부(60)가 산출하게 되며, 상기 주행 거리는 차속센서(50)로부터 전송된 정보를 기초로 제어부(60)가 산출하게 된다. One of the two steps is to search for the time and condition at which active regeneration occurs and the point at which natural regeneration occurs, while operating the construction machine for a predetermined period of time. Here, the active regeneration condition may be engine running time, mileage, fuel consumption, and the like. That is, if any one of the above conditions is satisfied, the controller 60 performs active reproduction. The engine operation time and the fuel usage amount are calculated by the controller 60 based on the information transmitted from the engine 10 and the travel distance is calculated by the controller 60 based on the information transmitted from the vehicle speed sensor 50 do.

한편, 자연 재생의 발생 여부는 DPF 온도와 엔진 회전속도와 엔진 가동시간을 기초로 제어부(60)가 산출하게 된다. 상기 DPF 온도는 상기 DPF 온도센서(40)로부터 제어부(60)에 전송되고, 엔진 회전속도와 엔진 가동시간은 엔진(10)으로부터 제어부(60)로 전송된다. 보다 구체적으로, 제어부(60)는 DPF 온도가 일정 온도이상이고 엔진 회전속도가 일정 속도이상인 상태에서 엔진 가동시간이 일정 시간이상인 경우에 자연 재생이 발생한 것으로 판단하게 된다. 물론, 본 실시예와 달리 다른 조건으로부터 상기 자연 재생의 발생 여부를 판단할 수도 있다. On the other hand, whether or not the natural regeneration occurs is calculated by the control unit 60 based on the DPF temperature, the engine rotation speed, and the engine operation time. The DPF temperature is transmitted from the DPF temperature sensor 40 to the control unit 60 and the engine rotation speed and the engine operation time are transmitted from the engine 10 to the control unit 60. More specifically, the control unit 60 determines that natural regeneration has occurred when the DPF temperature is equal to or higher than a predetermined temperature and the engine rotation speed is equal to or higher than a constant speed and the engine operation time is equal to or longer than a predetermined time. Of course, it is also possible to determine whether the natural regeneration has occurred from other conditions, unlike the present embodiment.

상기 능동 재생 시점을 설정하는 2개의 단계 중 다른 하나는 상기 일정시간동안 발생한 복수의 능동 재생 시점들 중 장비에 적합한 능동 재생 시점을 추출하는 단계이다. 여기서 능동 재생 시점을 추출하는 단계는 자연 재생의 발생시점 및 횟수를 고려할 뿐만 아니라 장비의 사양을 고려할 수도 있다.  The other of the two steps of setting the active reproduction time point is a step of extracting an active reproduction point suitable for the equipment among the plurality of active reproduction points occurring during the predetermined time. Here, the step of extracting the active reproduction point may consider not only the time and frequency of occurrence of the natural reproduction but also the specification of the equipment.

결국, 상기 능동 재생 시점을 설정하는 2단계의 수행이 완료되면, 제어될 능동 재생 시점들(a1, a2, a3......an)이 시간상 순차적으로 설정된다(S100).When the second step of setting the active reproduction time point is completed, the active reproduction points a1, a2, a3, ... to be controlled are sequentially set in time (S100).

그런 후에, 제어부(60)는 건설기계를 운용하면서 각 능동 재생 시점들(a1, a2, a3......an) 중 자연 재생의 발생 여부를 고려하여 현재 능동 재생을 수행할 실제 시점을 선별한다(S101 ~ S109).Then, while operating the construction machine, the control unit 60 calculates the actual time point at which the active reproduction is currently performed considering the occurrence of the natural reproduction among the respective active reproduction points (a1, a2, a3 ...... an) (S101 to S109).

보다 구체적으로, 제어부(60)는 능동 재생 제1시점(a1)의 이내에 자연 재생이 발생되었는지를 판단한다(S101). 판단결과, 자연 재생이 발생하였으면 모든 능동 재생 시점들(a1, a2, a3......an)의 능동 재생을 수행하지 않는다(S102). 이는 자연 재생만으로 DPF 재생이 충분한 것으로 판단될 수 있기 때문이다. 이와 같은 제어에 의해 능동 재생을 횟수를 줄일 수 있고, 이에 의해 연료 분사 유닛(20)이 연료를 분사하는 양을 최소화할 수 있게 되어 연비를 향상시킬 수 있게 된다.More specifically, the control unit 60 determines whether natural regeneration has occurred within the active regeneration first time point a1 (S101). As a result of the determination, when the natural reproduction has occurred, the active reproduction of all the active reproduction time points a1, a2, a3 ...... an is not performed (S102). This is because it can be judged that DPF regeneration is sufficient only by natural regeneration. With this control, the number of times of active regeneration can be reduced, whereby the amount of fuel injected by the fuel injection unit 20 can be minimized, and fuel economy can be improved.

한편, 능동 재생 제1시점(a1) 이내에 자연 재생이 발생하지 않은 경우, 제어부(60)는 능동 재생 제1시점(a1)이 상기 추출된 능동 재생 시점의 마지막 시점인지 여부를 판단한다(S103). 즉, S100 단계에서 능동 재생 시점이 제1시점(a1) 하나만 추출되었는지 여부를 판단하게 된다. 만약 능동 재생 제1시점(a1)이 마지막 시점인 것으로 판단되면, 제어부(60)는 상기 S100 단계를 다시 수행하게 된다. 즉, 자연 재생이 발생하지 않은 상태라면 능동 재생 제1시점(a1)의 능동 재생만으로는 DPF 재생이 충분하지 못하기 때문이다. 이와 같은 제어에 의해 DPF가 수트에 막혀 DPF가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. 여기서, 상기 S100 단계를 다시 수행하면서 능동 재생 시점을 검색하기 위한 건설기계 운용시간을 증가시킬 수 있다. On the other hand, when the natural reproduction does not occur within the active reproduction first time point a1, the control unit 60 determines whether the active reproduction first time point a1 is the last time point of the extracted active reproduction time point (S103) . That is, in step S100, it is determined whether only the first time point a1 has been extracted. If it is determined that the active reproduction first time point a1 is the last time point, the controller 60 performs step S100 again. That is, if the natural regeneration has not occurred, the DPF regeneration is not sufficient by only the active regeneration of the active regeneration first time point a1. By this control, the DPF is blocked by the soot and the DPF is prevented from being damaged. Here, the construction machine operation time for searching for the active reproduction time point can be increased while performing the step S100 again.

만약, S103 단계에서 능동 재생 제1시점(a1)이 마지막 시점이 아닌 경우, 제어부(60)는 능동 재생 제1시점(a1)과 제2시점(a2)의 사이에 자연 재생이 발생하였는지 여부를 판단한다(S104). 만약, 자연 재생이 발생하지 않았다면, 제어부(60)는 능동 재생 제1시점(a1)을 제외하고 나머지 능동 재생 시점들(a2, a3......an)의 능동 재생을 수행하지 않게 된다(S105). 즉, 능동 재생 제1시점(a1)의 능동 재생과 자연 재생만으로 DPF 재생을 충분히 할 수 있기 때문이다. If the active reproduction first time point a1 is not the last time point in step S103, the control unit 60 determines whether or not natural reproduction has occurred between the first and second active reproduction points a1 and a2 (S104). If no natural regeneration has occurred, the controller 60 does not perform the active regeneration of the other active regeneration times a2, a3, ... except the first regeneration a1, (S105). That is, the active regeneration of the active regeneration first time point a1 and the regeneration of the DPF can be sufficiently performed only by natural regeneration.

한편, S104 단계에서 자연 재생이 발생하지 않은 경우, 제어부(60)는 능동 재생 제2시점(a2)이 상기 추출된 능동 재생 시점 중 마지막 시점인지 여부를 판단한다(S106). 즉, S100 단계에서 능동 재생 시점이 제1시점(a1)과 제2시점(a2)만 추출되었는지 여부를 판단하게 된다. 만약 능동 재생 제2시점(a2)이 마지막 시점인 것으로 판단되면, 제어부(60)는 상기 S100 단계를 다시 수행하게 된다. 즉, 자연 재생이 발생하지 않은 상태라면 능동 재생 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)의 능동 재생만으로는 DPF 재생이 충분하지 못하기 때문이다. On the other hand, if no natural regeneration has occurred in step S104, the controller 60 determines whether the active regeneration second time point a2 is the last one of the extracted active regeneration points (S106). That is, in step S100, it is determined whether only the first viewpoint a1 and the second viewpoint a2 have been extracted. If it is determined that the active playback second time point a2 is the last time point, the controller 60 performs step S100 again. That is, if the natural regeneration has not occurred, the DPF regeneration is insufficient only by the active regeneration of the active regeneration first time point a1 and the second time point a2.

전술한 바와 같은 제어과정은 S100 단계에서 추출된 능동 재생 시점의 마지막 시점(an)까지 반복적으로 수행된다(S107 ~ S109).The control process described above is repeatedly performed until the last time (an) of the active reproduction time extracted in the step S100 (S107 to S109).

이처럼, 능동 재생을 자연 재생을 고려하여 그 횟수를 줄임으로써 연비를 향상시킬 수 있고, 또한 자연 재생이 부족한 경우에 능동 재생의 횟수를 늘릴 수 있는 제어를 함으로써 DPF 재생을 충실히 수행할 수 있게 된다. In this manner, the fuel consumption can be improved by reducing the number of times of active regeneration considering natural regeneration, and the DPF regeneration can be faithfully performed by controlling the number of times of active regeneration when natural regeneration is insufficient.

10; 엔진 20; 연료 분사 유닛
30; 차압센서 40; DPF 온도센서
50; 차속센서 60; 제어부10; Engine 20; Fuel injection unit
30; Differential pressure sensor 40; DPF temperature sensor
50; A vehicle speed sensor 60; The control unit

Claims (10)

연료 분사없이 DPF가 고온으로 가열되어 수트(soot)가 연소되는 자연 재생과 DPF의 수트를 연소시키기 위해 연료를 분사하는 능동 재생이 이루어지는 건설기계의 DPF 재생 장치에 있어서,
상기 DPF 수트를 연소시키기 위한 연료를 분사하는 연료 분사 유닛(20); 및
상기 능동 재생이 수행되도록 상기 연료 분사 유닛(20)을 제어하는 제어부(60)를 포함하며,
상기 제어부(60)는,
상기 능동 재생이 발생하는 적어도 하나의 능동 재생 시점(a1, a2,.....an)을 설정하고, 설정된 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하는지를 판단하며, 판단결과 상기 능동 재생 시점 이내에 상기 자연 재생이 발생하는 경우 상기 자연 재생이 발생한 시점 이후의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하지 않는 경우 상기 모든 능동 재생 시점의 능동 재생을 수행하고 상기 적어도 하나의 능동 재생 시점을 다시 설정하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 장치.A DPF regenerating apparatus for a construction machine in which natural regeneration in which a DPF is heated to a high temperature without fuel injection, and active regeneration in which fuel is injected for burning a soot of the DPF,
A fuel injection unit (20) for injecting fuel for burning the DPF soot; And
And a controller (60) for controlling the fuel injection unit (20) so that the active regeneration is performed,
The control unit (60)
(A1, a2, ..... an) at which the active regeneration occurs, determines whether natural regeneration occurs within a set active regeneration point, and determines whether the natural regeneration occurs within the active regeneration point Wherein the active reproduction is not performed after the occurrence of the natural reproduction when the reproduction occurs, and when the natural reproduction does not occur within the active reproduction time, the active reproduction is performed at all of the active reproduction time, The DPF regenerating apparatus of the construction machine. 제1항에 있어서,
상기 능동 재생 시점은 시간상 순차적인 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)을 포함하며,
상기 제어부(60)는,
상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1) 이내에 발생하면, 상기 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1)과 상기 제2시점(a2) 사이에 발생하면 상기 제1시점(a1)의 능동 재생을 수행하되 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않으며, 상기 자연 재생이 상기 제2시점(a2) 이내에 발생하지 않으면 상기 제1시점(a1) 및 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 장치.The method according to claim 1,
The active reproduction time includes a first time point a1 and a second time point a2 which are sequential in time,
The control unit (60)
Wherein when the natural reproduction occurs within the first time point a1, the natural reproduction does not perform the active reproduction of the first time point a1 and the second time point a2, (A2) during the second time point (a2) and does not perform the active reproduction of the second time point (a2) when the second time point (a2) And performs the active regeneration of the first time point (a1) and the second time point (a2) if the first time point (a1) and the second time point (a2) do not occur. 제2항에 있어서,
상기 제어부(60)는
상기 제2시점 이내(a2)에 자연 재생이 발생하지 않고 상기 제2시점(a2)이 능동재생의 마지막 시점인 경우, 상기 능동 재생 시점(a1, a2,.....an)을 재설정하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 장치. 3. The method of claim 2,
The control unit 60
If the natural reproduction does not occur within the second time point a2 and the second time point a2 is the last time point of the active reproduction, the active reproduction time point a1, a2, ..... an is reset And the DPF regenerating device of the construction machine. 제1항에 있어서,
상기 DPF의 전단과 후단의 차압을 감지하기 위한 차압센서(30)를 더 포함하며,
상기 제어부(60)는,
상기 차압센서(30)로부터 감지된 차압이 기준 차압 이상인 경우, 상기 자연 재생의 발생 여부를 고려하지 않고 상기 능동 재생을 수행하도록 상기 연료 분사 유닛(20)을 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a differential pressure sensor (30) for sensing differential pressure between a front end and a rear end of the DPF,
The control unit (60)
And controls the fuel injection unit (20) to perform the active regeneration without considering whether or not the natural regeneration occurs, when the differential pressure sensed from the differential pressure sensor (30) is equal to or greater than a reference differential pressure. Playback apparatus. 연료 분사없이 DPF가 고온으로 가열되어 수트(soot)가 연소되는 자연 재생과 DPF의 수트를 연소시키기 위해 연료를 분사하는 능동 재생이 이루어지는 건설기계의 DPF 재생 방법에 있어서,
a) 능동 재생이 이루어지는 적어도 하나의 능동 재생 시점(a1, a2,.....an)을 설정하는 단계;
b) 상기 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하는지를 판단하는 단계; 및
c) 상기 b)단계에서 능동 재생 시점 이내에 상기 자연 재생이 발생하는 경우 상기 자연 재생이 발생하는 시점 이후의 능동 재생 시점의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 b) 단계에서 상기 능동 재생 시점 이내에 자연 재생이 발생하지 않는 경우 상기 모든 능동 재생을 수행하는 단계를 포함하며,
상기 c) 단계에서 능동 재생 시점 이내에 상기 자연 재생이 발생하지 않는 경우, 상기 a) 단계의 상기 능동 재생 시점을 설정하는 단계를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 방법. A DPF regeneration method for a construction machine in which natural regeneration in which a DPF is heated to a high temperature without fuel injection, and active regeneration in which fuel is injected to burn a soot of the DPF is performed,
a) setting at least one active reproduction time point (a1, a2, ..... an) at which active reproduction is performed;
b) determining whether natural regeneration occurs within the active regeneration time; And
c) if the natural regeneration occurs within the active regeneration time in the step b), the active regeneration is not performed at the active regeneration point after the natural regeneration occurs, and in the b) And performing all of the active regeneration if no,
If the natural regeneration does not occur within the active regeneration time in the step c), the step of setting the active regeneration point of the step a) is performed again. 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 a) 단계에서 상기 능동 재생 시점은 시간상 순차적인 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)을 포함하며,
상기 c) 단계는,
상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1) 이내에 발생하면, 상기 제1시점(a1) 및 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않고, 상기 자연 재생이 상기 제1시점(a1)과 상기 제2시점(a2) 사이에 발생하면 상기 제1시점(a1)의 능동 재생을 수행하되 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하지 않으며, 상기 자연 재생이 상기 제2시점(a2) 이내에 발생하지 않으면 상기 제1시점(a1) 및 상기 제2시점(a2)의 능동 재생을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 방법.6. The method of claim 5,
In the step a), the active reproduction time may include a first time point a1 and a second time point a2, which are sequential in time,
The step c)
Wherein when the natural reproduction occurs within the first time point a1, the natural reproduction does not perform the active reproduction of the first time point a1 and the second time point a2, (A2) during the second time point (a2) and does not perform the active reproduction of the second time point (a2) when the second time point (a2) (A1) and the second time point (a2) is not generated when the DPF regeneration is performed. 제7항에 있어서,
상기 제2시점(a2) 이내에 자연 재생이 발생하지 않고 상기 제2시점(a2)이 능동재생의 마지막 시점인 경우, 상기 a) 단계의 상기 능동 재생 시점을 설정하는 단계를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 방법.8. The method of claim 7,
When the natural reproduction does not occur within the second time point a2 and the second time point a2 is the last time point of the active reproduction time point, the step of setting the active reproduction time point in the step a) is performed again DPF regeneration method of a construction machine. 제5항에서,
상기 a) 단계의 능동 재생 시점에 능동 재생이 일어나는 조건은 건설기계의 주행거리와 가동시간과 연료사용량을 포함하되 상기 DPF 전단과 후단의 차압은 제외되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 방법.The method of claim 5,
Wherein the conditions under which active regeneration occurs at the active regeneration time in step a) include a traveling distance, a running time, and a fuel consumption amount of the construction machine, and the differential pressure between the front end and the rear end of the DPF is excluded. 제5항에 있어서,
d) 상기 DPF의 전단과 후단의 차압을 감지하는 단계; 및
e) 상기 감지된 차압이 기준 차압 보다 크면, 상기 자연 재생의 발생 여부를 고려하지 않고 상기 능동 재생을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 DPF 재생 방법.6. The method of claim 5,
d) sensing differential pressure between the front end and the rear end of the DPF; And
e) performing the active regeneration without considering the occurrence of the natural regeneration, if the detected differential pressure is greater than the reference differential pressure.
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