KR102131444B1 - 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DPF의 재생모드에서의 가속, 감속 등의 차량운전 조건에서 발생하는 발열촉매의 온도 과다 현상을 해결하기 위한 정밀한 온도제어 방법 및 장치이다. 본 발명의 기본 개념은 다음과 같다. - 다양한 차량 운전 조건에서 계산된 배기유량(공기량 + 실린더 내 분사 연료량)의 정밀도 그리고 배기유량이 촉매까지 도착하는 지연시간 때문에 재생온도 제어 로직에서 계산된 연료량에 오차가 발생한다(가령, 예측하지 못한 발열 발생). 이러한 현상을 해결하기 위해, 배기유량에 필터를 적용함으로써 계산 오차를 줄이기 위하여, 엔진에 흡입된 공기 및 분사된 연료가 발열촉매 입구에 도달하는 지연시간 및 제어에 필요한 배기유량을 예측하고 추정하여 정밀한 연료량 계산이 가능하도록 한다.

Description

차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법 및 장치 {Method and apparatus for controlling exhaust gas temperature taking dynamic vehicle driving condtions into consideration}

본 발명은 디젤 자동차에서 매연 물질을 제거하기 위한 DPF의 온도 제어에 관한 것으로, 구체적으로는, DPF 전단에 장착된 발열촉매의 정밀한 온도 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 연비는 뛰어나지만 환경적인 측면에서는 질소산화물(NOx)과 미세먼지(PM)가 많이 배출된다. 최근 강화되고 있는 배기가스 관련 법규를 만족하기 위해 디젤 엔진에는 발열촉매 장치(DOC, LNT)가 적용된다. 발열촉매 장치는 DPF(Diesel Particulate Filter; 디젤 미립자 필터)의 전단에 장착되어 촉매의 반응열로 배기가스 온도를 높이는 역할을 한다. DOC(diesel oxidation catalyst)는 세라믹 담체에 코팅된 촉매의 산화작용으로 배기가스의 CO, HC, PM 중의 용해성 유기물질(SOF)을 산화시킨다. LNT(lean NOx trap)에는 NOx를 선택적으로 붙잡을 수 있는 필터가 포함되어 있다.

한편, 최근에는 DPF 전단의 온도를 정밀하게 제어하기 위해 가스 비열, 배기유량, 목표 발열 온도 등을 열역학 법칙 모델에 기반한 배기가스 제어 방식에 활용하고 있다. DPF 내 포집된 매연을 제거하기 위해서 DPF의 입구온도가 580~650℃의 수준으로 요구되는데, 일반적인 엔진 모드로는 이 온도 수준을 만족시키기 어려우므로 엔진 출구온도를 최대한 올리기 위한 별도의 재생모드를 이용한다.

하지만 승온된 엔진 출구온도만으로는 주요 운전 영역에서 DPF 입구 온도 요구치를 만족하지 못하기 때문에 발열 촉매(DOC, LNT) 등의 산화 반응을 이용한다. 발열 촉매의 발열원은 엔진에서 동력 행정 말기에 실린더 내에 분사하는 후분사에서 생성된 미연탄화수소이다. 최근 강화되는 배기가스 법규를 만족하기 위해서는 발열 촉매가 정상적인 작동을 해야 하는데, 재생모드 중 발열촉매 내부 온도 과다에 의한 발열 촉매의 열화 현상 및 파손으로 배출가스 증가 문제 등이 발생할 수 있다. 따라서 재생모드 중 DPF 전단 온도 뿐만 아니라 발열 촉매 내부의 온도 제어 또한 중요하게 되었다.

최근에는 정밀한 제어를 위해 기존의 PID 방식의 피드백 제어보다 모델 기반 DPF 온도 제어 방식이 선호되고 있다. 모델 기반 제어 방식은 DPF 목표 온도를 추종하기 위해 필요한 후분사량을 Q=CmΔT(C: 가스 비열, m: 배기유량, ΔT: 촉매 내부 목표 온도와 촉매 전단 온도차)의 열역학 법칙을 이용하여, 실시간 필요 연료량을 계산하고 분사함으로 DPF 전단 실제 온도를 바탕으로 제어하는 종래의 PID 제어보다 분사 정확도 및 제어속도가 향상되는 장점을 갖는다. 하지만, 차량에서 발생하는 가감속 주행 등의 동적운전 조건에서는 모델 기반 온도제어에서조차 발열촉매의 과다 발열현상 등이 발생한다. 이는 발열 촉매의 발열원으로 쓰이는 미연 탄화수소가 차량 동적운전 조건 등의 복잡한 연소환경에 민감한 배출특성을 보이기 때문이다.

이와 같이 디젤 자동차에서 매연 물질을 제거하는 DPF에 적용되는 발열촉매 장치에는 하드웨어 보호를 위한 온도 한계가 존재하고, 촉매보호 온도를 초과하는 빈도가 증가함에 따라 발열촉매 장치가 열화 또는 파손되어 정상적인 역할을 하지 못하게 된다. 따라서 촉매보호 온도를 넘지 않도록 제어하는 것이 중요하다.

따라서 본 발명의 목적은 DPF의 재생모드에서의 가속, 감속 등의 차량운전 조건에서 발생하는 발열촉매의 온도 과다 현상을 해결하기 위한 정밀한 온도제어 방법 및 장치를 제안하는 것이다.

본 발명의 기본 개념은 다음과 같다.

- 재생온도 제어 로직은 'Q=CmΔt'(C: 배기 비열, m: 배기유량, Δt: 목표 발열 온도)인 기본 열역학 법칙을 이용하여 목표하는 재생온도에 필요한 연료량을 계산하고 있다.

- 다양한 차량 운전 조건에서 계산된 배기유량(공기량 + 실린더 내 분사 연료량)의 정밀도 그리고 배기유량이 촉매까지 도착하는 지연시간 때문에 재생온도 제어 로직에서 계산된 연료량에 오차가 발생한다(가령, 예측하지 못한 발열 발생).

- 상기와 같은 현상을 해결하기 위해, 배기유량에 필터를 적용함으로써 계산 오차를 줄이고자 한다.

상기 과제 해결을 위하여 본 발명은, 엔진에 흡입된 공기 및 분사된 연료가 발열촉매 입구에 도달하는 지연시간 및 제어에 필요한 배기유량을 예측하고 추정하여 정밀한 연료량 계산이 가능하도록 한다. 좀 더 구체적으로, 차량의 동적인(dynamic) 운전 조건에서 발생하는 발열 촉매의 과다 발열 현상을 해결하기 위해 모델 기반 DPF 온도 제어부의 촉매 발열에 필요한 촉매 입구단의 미연탄화수소를 계산하는 부분을 개선하고자 한다.

앞에서 언급한 것처럼, Q=CmΔT의 계산식에서 배기유량은, 공기량과 분사연료량을 더해서 계산된 값으로 공기량은 공기계측 센싱부에서, 연료량은 ECU의 인식값을 이용하고 있다. 하지만, 모델 기반 온도 제어에서 열역학 방식을 이용하여 계산된 필요 연료량은 촉매 입구단을 기준으로 삼고 있어, 엔진에 흡입된 공기 및 분사된 연료가 촉매 입구단에 도달하는 시간은 고려되지 않았던 부분이다. 이러한 도달 시간 미고려 및 ECU 인식 연료량 오차가 발생할 경우, 배기유량에 오차분이 반영됨으로써 모델기반 온도제어 방식에서 계산하는 필요 연료량에 오차를 포함하게 된다. 특히 가속 및 감속시 발생한 배기유량의 오차는 발열촉매의 과다 발열 현상의 원인이 된다. 이를 해결하기 위해 모델기반 온도 제어에서 인식하는 배기유량에 필터를 적용하여 도달 시간을 고려함으로써 정밀한 연료량 계산이 가능하도록 하는방법을 제공한다.

본 발명의 한 측면에 따른, 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법은 모델 기반 재생온도 제어 방식의 발열촉매 온도 제어방법으로서, 엔진의 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인지 판단하고, 차량운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 절차; 차량운전 상황이 가속상황인 것으로 판단될 때 입력 배기유량 도달 지연시간 및 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제1값으로 계산하고, 차량운전 상황이 감속상황인 것으로 판단될 때 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제2값(단, 제1값 > 제2값)으로 산출하는 절차; 상기 산출된 최종 배기유량을 적용하여 발열촉매 내에서의 발열에 필요한 연료량을 계산하는 절차를 포함한다.

한편 본 발명의 다른 측면에 따른, 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법은 모델 기반 재생온도 제어 방식의 발열촉매 온도 제어방법으로서, 엔진의 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인지 판단하는 단계; 차량 운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 단계; 가속상황이면, 입력 배기유량에 배기가스의 도달 지연시간을 반영하고 제1 배기유량 필터를 적용하는 단계; 감속상황이면, 배기유량에 제2 배기유량 필터를 적용하는 단계; 상기 단계에서 입력 배기유량에 배기가스의 도달 지연시간이 반영되고 제1 배기유량 필터가 적용된 최종 배기유량을 산출하는 단계; 상기 단계에서 제2 배기유량 필터가 적용된 최종 배기유량을 산출하는 단계; 산출한 최종 배기유량을 적용하여 촉매내 발열에 필요한 연료량을 계산하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 또다른 측면에 따른, 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 장치는 모델 기반 재생온도 제어 방식의 발열촉매 온도 제어장치로서, 엔진의 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인지 판단하고, 차량운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 수단; 차량운전 상황이 가속상황인 것으로 판단될 때 입력 배기유량 도달 지연시간 및 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제1값으로 계산하고, 차량운전 상황이 감속상황인 것으로 판단될 때 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제2값(단, 제1값 > 제2값)으로 산출하는 수단; 상기 산출된 최종 배기유량을 적용하여 발열촉매 내에서의 발열에 필요한 연료량을 계산하는 수단을 포함한다.

이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면, 가속 및 감속 등의 차량 운전 조건에서 발열촉매가 고온에 노출되어 손상되는 것을 방지하여 촉매의 정상적 작동을 확보할 수 있다. 따라서, 발열촉매의 안정적 배기가스 정화 효율을 확보할 수 있으며, 발열촉매의 열화를 지연시켜 재생 모드에서 차량 연비를 향상시킬 수 있다.

도 1은 모델기반 재생온도 제어방식의 설명을 위한 개념 모식도
도 2는 모델 기반 재생온도 제어에 관련된 본 발명의 배기가스 온도 제어방법의 프로세스 순서도
도 3a~c는 가로축의 시간별 세로축의 배기유량 변화량(도 3a), 배기유량(도 3b), 후분사량(도 3c)을 나타내는 곡선으로 배기유량 필터의 적용 전 후의 상태를 나타낸다.
도 4는 도 2의 단계 160의 의미 도해도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도면을 참조하여 본 발명의 시스템을 실시하기 위한 대표적인 실시예에 대해 설명한다. 이하에서는 본 발명을 방법 측면의 구성요소 명칭인 '...절차' 및 '... 단계'로 설명하겠지만, 이러한 구성 측면의 설명으로 본 발명의 장치적 측면에 대한 설명을 커버할 수 있을 것이다.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명이 속하는 모델기반 재생온도 제어방식을 설명한다. 도 1은 모델기반 재생온도 제어방식의 설명을 위한 개념 모식도이다.

발열촉매(LNT) 전단에 필요한 미연 탄화수소량을 LNT의 전단온도(T4)와 촉매 내부의 목표 온도(파이프 열손실 고려됨)와의 차를 이용해 열역학 법칙을 써서 계산하고, 실린더 내부의 오일 희석량을 고려하여 최종분사량이 결정된다. 모델 기반 재생온도 제어에서는, 기본 후분사량은 따로 설정하지 않고 모델링에 의해 계산된 연료량이 최종 연료량이 된다. 모델 기반 재생온도 제어의 단점은 엔진 출구에서 부터 모델링이 필요하므로 많은 시험 시간이 필요하다는 것이나, 실시간으로 변화하는 T4 온도를 기반으로 목표 온도를 추종하기 위해 필요한 연료량을 실시간으로 계산하여 연료를 분사하므로 제어 응답성이 빠르고, 발열 촉매 내의 온도 과다 현상이 전통적인 PID 제어 방식에 비해 낮다는 큰 장점을 갖는다.

이제 이러한 모델 기반 재생온도 제어에 관련하여 본 발명의 배기가스 온도 제어방법을 도 2를 참조하여 설명한다.

110: 디젤 엔진의 운전이 시작된다.

120: 디젤 엔진의 운전모드가 배기유량 필터를 사용하는 운전모드('배기유량 필터 사용 운전모드')인지 판단하는 단계.

디젤 엔진은 목적에 따라 다양한 운전모드가 존재하는데, DPF 운전모드에서 배기유량 필터가 사용되고, DPF 운전모드가 아닌 일반 주행 모드에서는 배기유량 필터가 사용되지 않는다. 자유도를 위해 운전모드에 따라 배기유량 필터가 사용 또는 불사용되는 것이다. 배기유량은 엔진에 흡입된 공기 및 분사된 연료가 발열 촉매 입구에 도달하는 지연시간에 관련되고 정밀한 DPF 재생온도 제어를 위한 연료량 계산에 사용되므로, DPF 운전모드에서는 배기유량 필터가 사용된다. 따라서, DPF 운전모드에서 배기유량 필터를 사용하고 ECU에서 매연 포집량을 모니터링하고 있다가 특정값 이상이 되면 DPF 운전모드로 변경하여 운전한다. 한편, 매연 저감 장치 및 NOx 저감 장치가 부착된 디젤 차량에서는 매연 저감 장치 및 NOx 저감 장치를 위한 별도의 운전모드가 있어 공기량 및 연료량 분사와 같은 엔진연소 인자를 별도의 모드로 구분해 목적에 맞게 설정하여 사용하고 있다.

130: 상기 판단 단계(120) 이후, 설정 시간당 배기유량의 변화량을 계산하고 이를 기반하여 차량운전 상황이 가속 또는 감속인지를 판단하는 단계.

배기유량의 변화량(즉, 증가량 또는 감소량)으로 현재 차량이 가속 상태인지 또는 감속 상태인지 여부를 판단하는데, 이 때에는 특정 기간(임의 설정 가능함) 동안의 배기유량의 변화량을 추출 또는 계측할 수 있다.

140: 배기유량의 변화량이 증가상태이면(즉, 가속상황), 배기유량에 배기가스의 도달('도착'과 혼용함) 지연시간을 반영하고 증가방향 배기유량 필터를 적용하는 단계.

이 단계에서는 기구축된 '배기유량에 따른 가스 도달 지연시간 테이블'을 활용한다. 그리고 증가방향 배기유량 필터 적용시에는 '입력된 배기유량에 따른 필터 테이블'을 활용한다.

150: 상기 가감속 판단 단계(130)에서 배기유량의 변화량이 감소상태로 판단되면(즉, 감속상황), 배기유량에 감소방향 배기유량 필터를 적용하는 단계.

이 단계에서는 상기 '입력된 배기유량에 따른 필터 테이블'을 활용하여 감소방향 배기유량 필터를 적용한다.

140~150 단계에서 배기유량에 필터를 적용하는 것은 DPF의 재생온도 제어 로직에서 배기가스 도달시간 미고려 및 모델링 오차에 따른 배기유량의 오차를 줄이기 위한 목적이다. 배기유량은 운전자가 페달을 밟을 경우 증가하고 페달에서 발을 뗄 경우 감소한다. 140에서 증가방향 필터를, 150에서 감소방향 필터를 적용하는 것은, 차량 가속상황(배기유량 증가) 및 차량 감속상황(배기유량 감소)의 경우에 각기 다른 필터를 적용하여, DPF 재생온도 제어의 자유도를 확보하기 위한 것이다.

즉, 가속상황에서는 배기유량 변화량(+)을 통해 가속상황을 인지하여 '증가방향 배기유량 필터를 사용하여 배기유량 도달 시간 및 온도제어에 필요한 배기유량을 예측하여 추정함으로써 최종 후분사량을 작게 계산'하고, 차량 감속 상황에서는 배기유량 변화량(―)을 통해 '감속 상황을 인지하여 감소방향 배기유량 필터를 사용함으로써 최종 후분사량을 필터 적용 전보다 크게 계산함으로써 촉매내부 온도 강하를 최소화'하기 위함이다.

이러한 배기유량 필터의 적용에 대하여 도 3a~c에 도해하였다.

도 3a~c는 가로축의 시간별 ① 정속구간, ② 가속구간, ③ (가속 후) 정속구간, ④ 감속구간, ⑤ (감속 후) 정속구간에서, 세로축의 배기유량 변화량(도 3a), 배기유량(도 3b), 후분사량(도 3c)을 나타내는 곡선이다. 도 3a에서 각 구간에서의 배기유량의 변화량을 계산하여, 변화량이 (+) 방향이면 도 3b와 같이 배기유량에 증가방향(가속상황) 필터를 적용하고; 변화량이 (-)방향이면 도 3b와 같이 감소방향(감속상황) 필터를 적용한다. 이로써 도 3c와 같이, 가속구간시 후분사량이 필터적용 전보다 적게 되고 감속 구간시 필터 적용 전보다 많게 됨으로써 정밀한 온도제어가 가능해진다.

도 3b에서 'A'는 140 단계에서 지연 필터를 사용하여 가속상황에서 촉매 전단에 배기가스가 도착하는 지연시간이 반영된 것을 나타낸다. 'B'는 차량 가속시에 증가방향(가속상황)의 배기유량 필터를 적용하여, 연료량 계산에 사용하는 배기유량 신호가 늦게 증가함을 나타낸다. 'C'는 차량 감속시 감소방향(감속상황) 배기유량 필터를 적용하여, 연료량 계산에 사용하는 배기유량 신호가 늦게 감소함을 나타낸다. 도 3a~c는 Raw 신호(필터 적용 전 배기유량)가 가속구간에서 증가하고 있을 때, 변경된 신호(필터 적용 후 배기유량)와 같이 늦게 변화하는 것을 의미한다. 얼마만큼 빠르게 혹은 느리게 변화할 것인가는 테이블 구축시 개발자가 설정할 수 있다.

여기서, 엔진 제어 관련하여 필터를 적용한다는 것은 엔진 제어 소프트웨어 형태로 시판되는 또는 소프트웨어 형태로 제작한 필터를 목적에 맞게 적용한다는 것으로, 그 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 개념에는 m필터(PT1)라고 부르는 필터를 적용하는 것이 효율적이다(필터 제공 업체별로 명칭이나 기능이 다를 수 있음).

필터 적용의 예시를 든다. m 필터 계산 공식은 "Xout = Xin + (u - Xin)*m"인데, 여기서 Xout: 출력값(필터 적용된 배기유량), Xin: 이전 값, u: 입력값(필터 적용되기 전 배기유량), m: 필터값이다. 예를 들어 정속 구간에서 배기유량이10kg/h이고 가속 구간에서 배기유량이 100kg/h로 변할 때, 필터값이 0.1이면 그 다음 ECU 연산 단계에서 필터 적용된 배기유량은 10+(100-10)*0.1 = 19가 된다(단위 시간당 변화량에 대한 변화율을 출력값에 얼마나 적용할지 계산하는 것임).

다시 도 2로 돌아가 계속해서 본 발명의 배기가스 온도 제어방법을 설명한다.

160: 상기 140 단계에서 입력 배기유량에 배기가스 도착 지연시간이 반영되고 증가방향의 배기유량 필터가 적용되거나, 상기 150 단계에서 감소방향의 배기유량 필터가 적용된 최종 배기유량을 산출하는 단계.

도 4에 이 단계의 의미를 도해하였다. 촉매 전단의 배기유량에 대해 배기가스 도달 지연시간 및/또는 증가/감소방향 배기유량 필터 적용 후의 배기유량_New의 양을 산출하는 것이 본 160 단계이다.

170: 전 단계(160)에서 산출한 배기유량을 적용하여 촉매내 발열에 필요한 연료량을 계산하는 단계.

여기서는 촉매 입구의 미연 탄화수소를 계산한다. 이는 Q=CmΔT의 법칙으로 계산한다. 여기서 m에는 배기유량에 필터가 적용된 값을 대입한다. 따라서 가속 영역에서는 배기유량에 필터가 적용되어 느린 증가가 되어 연료량을 기존 대비 적게 계산하게 되고, 감속 영역에서는 가속 영역과 다른 필터가 적용되어 느리게 감소함으로써 연료량을 기존 대비 크게 계산함으로써 발열촉매의 내부 온도 강하를 작게 할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 장치 측면 또는 방법적 측면으로 실시가능한데, 특히 본 발명의 각 구성요소의 기능(function) 또는 과정(process)은 DSP(digital signal processor), 프로세서, 컨트롤러, ASIC(application-specific IC), 프로그래머블 로직소자(FPGA 등), 기타 전자소자 중의 적어도 하나 그리고 이들의 조합이 포함되는 하드웨어 요소로써 구현 가능하다. 또한 하드웨어 요소와 결합되어 또는 독립적으로 소프트웨어로써도 구현 가능한데, 이 소프트웨어는 기록매체에 저장 가능하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

1. 디젤 엔진에 있어서의 모델 기반 재생온도 제어 방식의 발열촉매 온도 제어방법에 있어서,
   디젤 엔진의 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인지 판단하여 배기유량 필터 사용 운전모드인 것으로 판단되면, 차량운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 절차;
   상기 절차에서 차량운전 상황이 가속상황인 것으로 판단되면 입력 배기유량 도달 지연시간 및 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제1값으로 산출하고, 차량운전 상황이 감속상황인 것으로 판단되면 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제2값(단, 제1값 > 제2값)으로 산출하는 절차;
   상기 산출된 최종 배기유량을 적용하여 발열촉매 내에서의 발열에 필요한 연료량을 계산하는 절차를 포함하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
2. 제1항에서, 상기 차량운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 절차는
   사전 설정된 시간당의 배기유량의 변화량을 계측하여, 배기유량이 증가하면 차량이 가속상황인 것으로 판단하고, 배기유량이 감소하면 차량이 감속상황인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
3. 제1항에서, 상기 발열촉매 내에서의 발열에 필요한 연료량을 계산하는 절차에서의 연료량의 계산은 발열촉매 입구의 미연 탄화수소를 Q=CmΔT의 열역학 법칙을 써서 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
4. 디젤 엔진에 있어서의 모델 기반 재생온도 제어 방식의 발열촉매 온도 제어방법에 있어서,
   1) 디젤 엔진의 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인지 판단하는 단계;
   2) 상기 단계 1)에서 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인 것으로 판단되면, 차량 운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 단계;
   3-1) 상기 단계 2)에서 차량 운전 상황이 가속상황인 것으로 판단되면, 입력 배기유량에 배기가스의 도달 지연시간을 반영하고 제1 배기유량 필터를 적용하는 단계;
   3-1) 상기 단계 2)에서 차량 운전 상황이 감속상황인 것으로 판단되면, 배기유량에 제2 배기유량 필터를 적용하는 단계;
   4-1) 상기 3-1) 단계에서 입력 배기유량에 배기가스의 도달 지연시간이 반영되고 제1 배기유량 필터가 적용된 최종 배기유량을 산출하는 단계;
   4-2) 상기 3-2) 단계에서 제2 배기유량 필터가 적용된 최종 배기유량을 산출하는 단계;
   5) 산출한 최종 배기유량을 적용하여 촉매내 발열에 필요한 연료량을 계산하는 단계를 포함하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
5. 제4항에서, 상기 2) 단계에서 차량운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지의 판단은 사전 설정된 시간당의 배기유량의 변화량을 계측하여, 배기유량이 증가하면 차량이 가속상황인 것으로 판단하고, 배기유량이 감소하면 차량이 감속상황인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
6. 제4항에서,
   상기 3-1) 단계에서 배기유량에 배기가스의 도달 지연시간을 반영하는 것은 배기유량에 따른 가스 도달 지연시간 테이블을 활용하고, 제1 배기유량 필터를 적용하는 것은 입력 배기유량에 따른 필터 테이블을 활용하고,
   상기 3-2) 단계에서 배기유량에 제2 배기유량 필터를 적용하는 것은 입력 배기유량에 따른 필터 테이블을 활용하는 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
7. 제4항에서, 상기 4-1) 단계에서 산출되는 최종 배기유량은 상기 4-2) 단계에서 산출되는 최종 배기유량보다 적은 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
8. 제4항에서, 상기 5) 단계에서 발열에 필요한 연료량의 계산은 발열촉매 입구의 미연 탄화수소를 Q=CmΔT의 열역학 법칙을 써서 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 방법.
9. 디젤 엔진에 있어서의 모델 기반 재생온도 제어 방식의 발열촉매 온도 제어장치로,
   디젤 엔진의 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인지 판단하는 수단,
   상기 판단 수단에 의해 디젤 엔진의 운전모드가 배기유량 필터 사용 운전모드인 것으로 판단되면, 차량운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 수단;
   상기 수단에 의해 차량운전 상황이 가속상황인 것으로 판단되면 입력 배기유량 도달 지연시간 및 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제1값으로 산출하고, 차량운전 상황이 감속상황인 것으로 판단되면 온도제어에 필요한 배기유량을 추정하여 최종 배기유량을 제2값(단, 제1값 > 제2값)으로 산출하는 수단;
   상기 산출된 최종 배기유량을 적용하여 발열촉매 내에서의 발열에 필요한 연료량을 계산하는 수단을 포함하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 장치.
10. 제9항에서, 상기 차량운전 상황이 가속상황 또는 감속상황인지 판단하는 수단은
    사전 설정된 시간당의 배기유량의 변화량을 계측하여, 배기유량이 증가하면 차량이 가속상황인 것으로 판단하고, 배기유량이 감소하면 차량이 감속상황인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 장치.
11. 제9항에서, 상기 발열촉매 내에서의 발열에 필요한 연료량을 계산하는 수단에서의 연료량의 계산은 발열촉매 입구의 미연 탄화수소를 Q=CmΔT의 열역학 법칙을 써서 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 동적 운전을 고려한 배기가스 온도 제어 장치.
    

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