KR102249588B1 - Exhaust gas post processing apparatus and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기가스 후처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로 차량의 상태 정보를 기반으로 디젤여과필터를 능동적으로 재생시킬 수 있는 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 장치는 운전상태 정보를 검출하는 상태 검출기, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤여과필터 및 상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 연산하고, 상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시키며, 상기 디젤여과필터가 재생한 후 재생 버닝 레이트를 연산하며, 상기 재생 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시키는 차량 제어기를 포함한다.The present invention relates to an exhaust gas post-treatment apparatus, and more particularly, to an exhaust gas post-treatment apparatus capable of actively regenerating a diesel filtration filter based on state information of a vehicle, and a control method thereof.
To this end, the exhaust gas post-treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is based on a state detector that detects driving state information, a diesel filtration filter that collects particulate matter contained in exhaust gas discharged from the engine, and the driving state information. Calculates the renewable fuel economy and the predicted burning rate, regenerates the diesel filtration filter based on at least one of the regeneration fuel efficiency and the predicted burning rate, calculates a regeneration burning rate after the diesel filtration filter regenerates, and the regeneration burning And a vehicle controller for stopping regeneration of the diesel filtration filter based on the rate.

Description

배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법{EXHAUST GAS POST PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}Exhaust gas post treatment device and its control method {EXHAUST GAS POST PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 배기가스 후처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로 차량의 상태 정보를 기반으로 디젤여과필터를 능동적으로 재생시킬 수 있는 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas post-treatment device, and more particularly, to an exhaust gas post-treatment device capable of actively regenerating a diesel filtration filter based on state information of a vehicle, and a control method thereof.

일반적으로 디젤 자동차에 적용되는 엔진은 뛰어난 연비, 출력 등에도 불구하고, 디젤 엔진의 특성상 공기 과잉률이 큰 상태에서 연소가 이루어지기 때문에 배출가스 중에는 가솔린 엔진과는 달리 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)의 배출량이 적은 반면 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(Particulate Matters: PM)이 상당히 많이 배출되는 단점이 있다.In general, engines applied to diesel vehicles are burned in a state of high air excess rate due to the characteristics of diesel engines, despite excellent fuel economy and power, so among the exhaust gases, unlike gasoline engines, carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC) ), while the emission of nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM) is quite high.

입자상 물질의 배출에 대하여 연소 제어를 통해 많은 저감이 이루어지고 있으나, 입자상 물질과 질소산화물은 서로 상반되는 관계가 있어 질소산화물을 줄이면 입자상 물질이 증가하고, 입자상 물질을 줄이면 반대로 질소산화물이 증가하게 되어 양자를 동시에 줄이는데 있어 다소간의 곤란한 상황이 발생한다.Although there are many reductions in the emission of particulate matter through combustion control, particulate matter and nitrogen oxide have a mutually opposite relationship, so reducing nitrogen oxide increases particulate matter, and reducing particulate matter increases nitrogen oxide conversely. A somewhat difficult situation arises in reducing both at the same time.

특히, 최근에 입자상 물질은 인체에 큰 해를 미치며, 대기를 오염시키는 가장 중요한 주원인으로 각종 매체에서 보도되고 있다.Particularly, in recent years, particulate matter has been reported in various media as the most important cause of serious harm to the human body and polluting the atmosphere.

이러한 입자상 물질을 줄이는 수단으로 디젤 자동차의 배기계에 디젤 입자상 물질필터인 디젤여과필터(Diesel Particulate Filter: DPF)를 장착하고 있다. 디젤여과필터는 디젤 엔진으로부터 배출되는 입자상 물질을 필터 내에 물질적으로 포집함으로써, 대기 중으로 배출되는 입자상 물질이 최소화되도록 한다. 이러한 입자상 물질은 수트(soot) 형태로 필터에 포집된다.As a means of reducing such particulate matter, a diesel particulate filter (DPF), which is a diesel particulate matter filter, is installed in the exhaust system of a diesel vehicle. The diesel filtration filter physically collects particulate matter discharged from the diesel engine in the filter, thereby minimizing particulate matter discharged to the atmosphere. These particulate matter is trapped in the filter in the form of a soot.

디젤여과필터는 주행거리, 차압 센서에서 검출되는 포집 농도 등의 분석으로 재생 조건을 만족하는 경우 연료 후 분사(Post Injection) 제어를 통해 필터에 포집된 수트를 연소시켜 제거하는 재생(Regeneration)을 수행한다. The diesel filtration filter performs regeneration by burning and removing the soot collected in the filter through post injection control when the regeneration conditions are satisfied by analyzing the mileage and the collection concentration detected by the differential pressure sensor. do.

그러나 수트를 태우기 위해서는 디젤여과필터의 온도를 일정 온도 이상으로 상승시켜야 하는데, 차량 운전 조건에 따라서 최대 50%이상 연비가 악화되었다.However, in order to burn the soot, the temperature of the diesel filtration filter must be raised to a certain temperature or higher, and fuel economy deteriorated by up to 50% or more depending on the driving conditions of the vehicle.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in this background are prepared to enhance an understanding of the background of the invention, and may include matters other than the prior art already known to those of ordinary skill in the field to which this technology belongs.

공개특허공보 제10-2015-0071377호(2015.06.26.)Unexamined Patent Publication No. 10-2015-0071377 (2015.06.26.) 등록특허공보 제10-1427919호(2014.08.01.)Registered Patent Publication No. 10-1427919 (2014.08.01.)

본 발명의 실시 예는 차량의 상태 정보에 따른 재생 효율을 고려하여 디젤여과필터를 능동적으로 재생시킬 수 있는 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an exhaust gas post-treatment apparatus capable of actively regenerating a diesel filtration filter in consideration of regeneration efficiency according to state information of a vehicle, and a control method thereof.

그리고, 본 발명의 실시 예는 버닝 레이트(Burning Rate)를 기반으로 재생 효율이 높은 구간에서 디젤여과필터를 재생시킬 수 있는 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides an exhaust gas post-treatment apparatus capable of regenerating a diesel filtration filter in a section with high regeneration efficiency based on a burning rate, and a control method thereof.

본 발명의 일 실시 예에서는 운전상태 정보를 검출하는 상태 검출기; 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤여과필터; 및 상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 연산하고, 상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시키며, 상기 디젤여과필터가 재생되면 재생 버닝 레이트를 연산하며, 상기 재생 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시키는 차량 제어기를 포함하는 배기가스 후처리 장치를 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a state detector for detecting driving state information; A diesel filtration filter for collecting particulate matter contained in exhaust gas discharged from the engine; And calculating a regenerative fuel economy and a predicted burning rate based on the driving state information, regenerating the diesel filtration filter based on at least one of the regenerative fuel efficiency and the predicted burning rate, and when the diesel filtration filter is regenerated, a regenerative burning rate is calculated. It is possible to provide an exhaust gas post-treatment apparatus including a vehicle controller that calculates and stops regeneration of the diesel filtration filter based on the regeneration burning rate.

또한, 상기 차량 제어기는 상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비를 연산하며, 설정 시간 동안의 상기 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산하고, 상기 평균 연비 및 상기 예측 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시킬 수 있다.In addition, the vehicle controller calculates a renewable fuel economy based on the driving state information, calculates an average fuel economy for the renewable fuel economy for a set time, and calculates the diesel filtration filter based on the average fuel economy and the predicted burning rate. Can be regenerated.

또한, 상기 차량 제어기는 상기 재생 연비 및 상기 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터를 재생시킬 수 있다.In addition, the vehicle controller may regenerate the diesel filtration filter if at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate exists within the entry reference information.

또한, 상기 차량 제어기는 승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 상기 운전상태 정보에 포함된 배기 온도 및 배기 유량 중 적어도 하나를 기반으로 상기 재생 연비를 연산할 수 있다.In addition, the vehicle controller may calculate the regeneration fuel economy based on at least one of temperature increase setting information, regeneration setting information, exhaust temperature and exhaust flow rate included in the driving state information.

또한, 상기 차량 제어기는 목표 필터 온도, 필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 예측 버닝 레이트를 연산할 수 있다.In addition, the vehicle controller may calculate the predicted burning rate based on at least one of a target filter temperature, a filter porosity, a soot collection amount included in the driving state information, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration.

또한, 상기 차량 제어기는 상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시킬 수 있다.In addition, the vehicle controller may stop regeneration of the diesel filtration filter if the regeneration burning rate is within the end reference information.

또한, 상기 차량 제어기는 필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산할 수 있다.In addition, the vehicle controller may calculate a regeneration burning rate based on at least one of a filter pore, a soot collection amount included in the driving state information, a measured filter temperature, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration.

그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 제1 운전상태 정보를 검출하는 단계; 상기 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계; 상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터를 재생시키는 단계; 제2 운전상태 정보를 검출하는 단계; 상기 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계; 및 상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법을 제공할 수 있다.And in another embodiment of the present invention, the step of detecting first driving state information; Calculating at least one of a regeneration fuel economy and a predicted burning rate based on the first driving state information; Regenerating a diesel filtration filter when at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate satisfies the entry reference information; Detecting second driving state information; Calculating a reproduction burning rate based on the information; And terminating the regeneration of the diesel filtration filter when the regeneration burning rate satisfies the end reference information.

본 발명의 실시 예는 차량의 상태 정보를 기반으로 디젤여과필터를 능동적으로 재생시킬 수 있으므로 디젤여과필터의 소손을 방지할 수 있으며, 오일에 연료가 섞이는 현상인 오일 희석을 감소시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, since the diesel filter can be actively regenerated based on the status information of the vehicle, burnout of the diesel filter can be prevented, and oil dilution, which is a phenomenon in which fuel is mixed with oil, can be reduced.

또한, 버닝 레이트를 기반으로 재생 효율이 높은 구간에서 디젤여과필터를 재생시킬 수 있으므로 연비를 개선할 수 있으며, 상품성을 향상시킬 수 있고, 재생 시간을 감소시킬 수 있다.In addition, since the diesel filtration filter can be regenerated in a section with high regeneration efficiency based on the burning rate, fuel efficiency can be improved, marketability can be improved, and regeneration time can be reduced.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects that can be obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed within a detailed description to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view showing an exhaust gas post-treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of controlling an exhaust gas post-treatment according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, an operation principle of an embodiment of an exhaust gas post-treatment apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and description. However, the drawings shown below and the detailed description to be described later relate to one preferred embodiment among various embodiments for effectively describing the features of the present invention. Therefore, the present invention will not be limited only to the following drawings and description.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the overall contents of the present invention.

또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In addition, the following embodiments will use appropriately modified, integrated, or separated terms so that those of ordinary skill in the art can clearly understand in order to efficiently describe the key technical features of the present invention. However, the present invention is by no means limited thereto.

이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an exhaust gas post-treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

배기가스 후처리 장치(100)는 상태 검출기(110), 엔진(140), 디젤여과필터(Diesel Particulate Filter: DPF, 150) 및 차량 제어기(2160)를 포함한다.The exhaust gas post-treatment apparatus 100 includes a condition detector 110, an engine 140, a diesel particulate filter (DPF) 150, and a vehicle controller 2160.

상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)를 능동적으로 재생시키기 위해 운전상태 정보를 검출하여 차량 제어기(160)로 제공한다. 이를 위해, 상태 검출기(110)는 포집량 센서(120), 유량 센서(125), 온도 센서(130) 및 농도 센서(135)를 포함한다.The state detector 110 detects driving state information and provides it to the vehicle controller 160 in order to actively regenerate the diesel filtration filter 150. To this end, the state detector 110 includes a collection amount sensor 120, a flow sensor 125, a temperature sensor 130, and a concentration sensor 135.

포집량 센서(120)는 수트의 포집량을 측정한다. 즉, 포집량 센서(120)는 디젤여과필터(150)에 포집된 수트의 양을 측정할 수 있다.The collection amount sensor 120 measures the collection amount of the suit. That is, the collection amount sensor 120 may measure the amount of soot collected in the diesel filtration filter 150.

유량 센서(125)는 배기 유량을 측정한다. 즉, 유량 센서(125)는 엔진(140)에서 디젤여과필터(150)로 유입되는 배기가스의 유량을 측정할 수 있다.The flow sensor 125 measures the exhaust flow rate. That is, the flow sensor 125 may measure the flow rate of exhaust gas flowing from the engine 140 to the diesel filtration filter 150.

온도 센서(130)는 배기 온도 및 필터 온도를 측정한다. 즉, 온도 센서(130)는 디젤여과필터(150)로 유입되는 배기가스의 온도를 측정할 수 있으며, 디젤여과필터(150) 내부의 온도를 측정할 수 있다.The temperature sensor 130 measures the exhaust temperature and the filter temperature. That is, the temperature sensor 130 may measure the temperature of the exhaust gas flowing into the diesel filtration filter 150 and may measure the temperature inside the diesel filtration filter 150.

농도 센서(135)는 질소산화물 농도 및 산소 농도를 측정한다. 즉, 농도 센서(135)는 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 측정할 수 있으며, 배기가스에 포함된 산소의 농도를 측정할 수 있다.The concentration sensor 135 measures the nitrogen oxide concentration and the oxygen concentration. That is, the concentration sensor 135 may measure the concentration of nitrogen oxides included in the exhaust gas, and may measure the concentration of oxygen included in the exhaust gas.

엔진(140)은 차량 제어기(160)의 제어에 의해 출력이 제어되며, 엔진(140) 제어기의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.The output of the engine 140 is controlled by the control of the vehicle controller 160, and the driving is controlled to the optimum driving point according to the control of the engine 140 controller.

엔진(140)은 연료탱크로부터 공급되는 연료의 연소 후 연소실에서 발생된 배기가스를 외부로 배출한다. 이때, 배기가스에는 입자상 물질(Particulate Matter: PM)이 포함되어 있으며, 입자상 물질은 수트(soot), 유기성용해물질(Soluble Organic Fraction: SOF) 및 카본입자(carbon or soot) 등을 포함하고 있다. 이하에서는 수트를 예를 들어 설명하기로 하나, 수트 뿐만 아니라 배기가스에 포함된 모든 물질일 수 있다.The engine 140 discharges exhaust gas generated in the combustion chamber to the outside after combustion of the fuel supplied from the fuel tank. At this time, the exhaust gas contains particulate matter (PM), and the particulate matter contains soot, organic soluble matter (SOF), and carbon particles (carbon or soot). Hereinafter, a suit will be described as an example, but it may be all substances included in exhaust gas as well as the suit.

디젤여과필터(150)는 엔진(140)에서 배출한 배기가스에 포함된 수트를 포집하고, 차량 제어기(160)의 제어에 따라 포집된 수트를 제거한다. The diesel filtration filter 150 collects soot contained in the exhaust gas discharged from the engine 140 and removes the soot collected under the control of the vehicle controller 160.

다시 말하면, 디젤여과필터(150)는 엔진(140)에서 배출한 배기가스에 포함된 수트(soot)를 포집하여 여과하고, 디젤여과필터(150)를 통해 여과된 수트의 포집량, 차량의 주행 거리, 시간 혹은 디젤여과필터(150)의 전후단 차압에 따라 자동으로 재생을 실시한다.In other words, the diesel filtration filter 150 collects and filters soot contained in the exhaust gas discharged from the engine 140, and the amount of soot filtered through the diesel filtration filter 150, and the driving of the vehicle. Regeneration is automatically performed according to the distance, time, or differential pressure at the front and rear ends of the diesel filtration filter 150.

또한, 디젤여과필터(150)는 차량 제어기(160)의 제어에 따라 능동적으로 재생을 실시할 수 있다.In addition, the diesel filtration filter 150 may actively perform regeneration under the control of the vehicle controller 160.

차량 제어기(160)는 상태 검출기(110), 엔진(140) 및 디젤여과필터(150)와 연결되어 상태 검출기(110) 및 디젤여과필터(150)를 제어한다. 다시 말하면, 차량 제어기(160)는 상태 검출기(110)로부터 운전상태 정보를 제공받는다. 차량 제어기(160)는 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트(burning rate)를 연산하고, 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 기반으로 디젤여과필터(150)를 재생시킨다. 여기서, 버닝 레이트는 디젤여과필터(150) 내부의 수트가 타면서 줄어드는 단위 시간 당 수트량을 나타내며, 예측 버닝 레이트는 미리 예측한 버닝 레이트를 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 is connected to the condition detector 110, the engine 140 and the diesel filtration filter 150 to control the condition detector 110 and the diesel filtration filter 150. In other words, the vehicle controller 160 receives driving state information from the state detector 110. The vehicle controller 160 calculates a renewable fuel economy and a predicted burning rate based on the driving state information, and regenerates the diesel filtration filter 150 based on the renewable fuel economy and the predicted burning rate. Here, the burning rate represents the amount of soot per unit time that decreases as the soot inside the diesel filtration filter 150 is burned, and the predicted burning rate may represent a pre-predicted burning rate.

차량 제어기(160)는 디젤여과필터(150)를 재생시킨 후 재생 버닝 레이트를 연산한다. 여기서, 재생 버닝 레이트는 디젤여과필터(150)가 재생하는 동안의 버닝 레이트를 나타낼 수 있다. 차량 제어기(160)는 재생 버닝 레이트를 기반으로 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시킨다.The vehicle controller 160 regenerates the diesel filtration filter 150 and then calculates a regeneration burning rate. Here, the regeneration burning rate may represent a burning rate during regeneration of the diesel filtration filter 150. The vehicle controller 160 stops regeneration of the diesel filtration filter 150 based on the regeneration burning rate.

차량 제어기(160)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. 이러한 배기가스 후처리 제어 방법은 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.The vehicle controller 160 may be implemented as one or more microprocessors operated by a set program, and the set program is for performing each step included in the exhaust gas post-processing control method according to an embodiment of the present invention to be described later. It can be said to contain a series of instructions. This exhaust gas post-treatment control method will be described in more detail with reference to FIG. 2.

이하에서는 배기가스의 후처리를 제어하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling the post-treatment of exhaust gas will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of controlling an exhaust gas post-treatment according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 차량 제어기(160)는 운전자에 의해 시동이 온되면 엔진(140)을 정상적으로 작동시켜 차량을 주행시킨다(S210).Referring to FIG. 2, the vehicle controller 160 drives the vehicle by operating the engine 140 normally when the engine is turned on by the driver (S210).

상태 검출기(110)는 엔진(140)에서 배기가스가 배출되면 제1 운전상태 정보를 검출한다(S215). 즉, 상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)가 재생하기 이전에 엔진(140)에서 배기가스가 배출되면 배기 온도, 배기 유량, 수트 포집량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 등을 포함하는 제1 운전상태 정보를 검출한다.The state detector 110 detects first driving state information when exhaust gas is discharged from the engine 140 (S215). That is, if the exhaust gas is discharged from the engine 140 before the diesel filtration filter 150 is regenerated, the condition detector 110 includes a control including exhaust temperature, exhaust flow rate, soot collection amount, nitrogen oxide concentration, and oxygen concentration. 1 Detect operation status information.

차량 제어기(160)는 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 연산한다(S220). 구체적으로, 차량 제어기(160)는 승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 제1 운전상태 정보에 포함된 배기온도 및 배기 유량을 기반으로 재생 연비를 연산한다. 여기서, 승온 설정 정보는 디젤여과필터(150)를 재생시키기 위한 온도(예를 들어, 600℃), 온도로 도달할 시간 등 디젤여과필터(150)에서 온도에 관하여 설정된 정보를 나타낼 수 있다. 재생 설정 정보는 디젤여과필터(150)를 재생시킬 시간 등 디젤여과필터(150)를 재생하기 위해 필요한 정보를 나타낼 수 있다. 승온 설정 정보 및 재생 설정 정보는 외부로부터 입력받아 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수도 있다.The vehicle controller 160 calculates a regeneration fuel economy and a predicted burning rate based on the first driving state information (S220). Specifically, the vehicle controller 160 calculates the renewable fuel economy based on the temperature increase setting information, the reproduction setting information, and the exhaust temperature and exhaust flow rate included in the first driving state information. Here, the temperature increase setting information may indicate information set about the temperature in the diesel filtration filter 150, such as a temperature for regenerating the diesel filtration filter 150 (for example, 600° C.) and a time to reach the temperature. The regeneration setting information may indicate information necessary to regenerate the diesel filtration filter 150, such as a time to regenerate the diesel filtration filter 150. The heating setting information and the reproduction setting information may be input and set from the outside, or may be set through a predetermined algorithm (eg, a program and a probability model).

차량 제어기(160)는 설정 시간 동안 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비를 연산하고, 설정 시간 동안의 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산한다. 여기서, 설정 시간은 평균 연비를 연산하기 위해 설정된 시간을 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 calculates a renewable fuel economy based on the first driving state information for a set time, and calculates an average fuel economy for the renewable fuel economy for a set time. Here, the set time may represent a set time to calculate the average fuel economy.

차량 제어기(160)는 목표 필터 온도, 필터 기공, 제1 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도를 기반으로 예측 버닝 레이트를 연산한다. 여기서, 목표 필터 온도는 목표로 하는 디젤여과필터(150) 내부의 온도를 나타낼 수 있으며, 외부로부터 입력받아 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수도 있다.The vehicle controller 160 calculates a predicted burning rate based on the target filter temperature, filter porosity, soot collection amount, exhaust flow rate, nitrogen oxide concentration, and oxygen concentration included in the first driving state information. Here, the target filter temperature may represent the internal temperature of the diesel filtration filter 150 as a target, and may be input from the outside and set, or may be set through a predetermined algorithm (eg, a program and a probability model).

필터 기공은 디젤여과필터(150) 내부의 미세 기공을 나타내며, 디젤여과필터(150)의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.The filter pores represent fine pores inside the diesel filtration filter 150 and may be set differently according to the type of the diesel filtration filter 150.

차량 제어기(160)는 재생 연비 및 예측 버닝 레이트가 진입 기준 정보에 만족하는지를 판단한다(S225). 즉, 차량 제어기(160)는 단계 S220에서 연산한 평균 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 상한 진입 기준 정보(KSh)와 하한 진입 기준 정보(KSl) 사이에 존재하는지를 판단한다. The vehicle controller 160 determines whether the regeneration fuel economy and the predicted burning rate satisfy the entry reference information (S225). That is, the vehicle controller 160 determines whether at least one of the average fuel economy and the predicted burning rate calculated in step S220 exists between the upper limit entry reference information KS h and the lower limit entry reference information KS 1.

한편, 여기서는 진입 기준 정보에 상한 진입 기준 정보와 하한 진입 기준 정보 모두를 포함한다고 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 상한 진입 기준 정보 또는 하한 진입 기준 정보 하나만 포함될 수도 있다. 만약 상한 진입 기준 정보만 존재할 경우에 차량 제어기(160)는 평균 연비 및 예측 버닝 레이트가 상한 진입 기준 정보 이하인지를 판단할 수 있다. 또한, 하한 진입 기준 정보만 존재할 경우에 차량 제어기(160)는 평균 연비 및 예측 버닝 레이트가 하한 진입 기준 정보 이상인지를 판단할 수 있다.Meanwhile, although it has been described for example that the entry reference information includes both the upper limit entry reference information and the lower limit entry reference information, the present invention is not limited thereto, and only one of the upper limit entry reference information or the lower limit entry reference information may be included. If only the upper limit entry reference information exists, the vehicle controller 160 may determine whether the average fuel economy and the predicted burning rate are less than the upper limit entry reference information. In addition, when only the lower limit entry reference information exists, the vehicle controller 160 may determine whether the average fuel economy and the predicted burning rate are equal to or greater than the lower limit entry reference information.

차량 제어기(160)는 재생 연비 및 예측 버닝 레이트가 상한 진입 기준 정보(KSh)와 하한 진입 기준 정보(KSl) 사이에 존재하면 디젤여과필터(150)를 재생시킨다(S230).The vehicle controller 160 regenerates the diesel filtration filter 150 when the regenerative fuel economy and the predicted burning rate exist between the upper limit entry reference information KS h and the lower limit entry reference information KS 1 (S230).

상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)가 재생 중이면 제2 운전상태 정보를 검출한다(S235). 이때, 상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)가 재생을 시작하고 일정 시간이 흐른 후에 필터 온도, 배기 유량, 수트 포집량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 등을 포함하는 제2 운전상태 정보를 검출한다.The state detector 110 detects the second driving state information when the diesel filtration filter 150 is being regenerated (S235). At this time, the state detector 110 receives the second operation state information including the filter temperature, exhaust flow rate, soot collection amount, nitrogen oxide concentration and oxygen concentration after a certain period of time after the diesel filtration filter 150 starts regeneration. To detect.

차량 제어기(160)는 제2 운전상태 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산한다(S240). 다시 말하면, 차량 제어기(160)는 필터 기공, 제2 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산한다. 여기서, 측정 필터 온도는 재생하고 있거나 재생이 완료된 현재 디젤여과필터(150) 내부의 온도를 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 calculates a regeneration burning rate based on the second driving state information (S240). In other words, the vehicle controller 160 calculates the regeneration burning rate based on the filter porosity, the soot collection amount included in the second driving state information, the measured filter temperature, the exhaust flow rate, the nitrogen oxide concentration, and the oxygen concentration. Here, the measured filter temperature may represent a temperature inside the diesel filtration filter 150 that is being regenerated or has been regenerated.

차량 제어기(160)는 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하는지 판단한다 (S245). 즉, 차량 제어기(160)는 상한 종료 기준 정보(KEh)와 하한 종료 기준 정보(KEl) 사이에 재생 버닝 레이트가 존재하는지를 판단한다. 이렇게 상한 종료 기준 정보를 설정한 이유는 버닝 레이트가 너무 높은 경 재생이 빨리 진행되지만 DTI(Drop To Idle)과 같은 조건에서 유량의 급격한 변화로 인해 디젤여과필터(150)가 한계 온도를 초과할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.The vehicle controller 160 determines whether the regeneration burning rate satisfies the end reference information (S245). That is, the vehicle controller 160 determines whether a reproduction burning rate exists between the upper limit end reference information KE h and the lower limit end reference information KE l. The reason for setting the upper limit end criterion information is that regeneration proceeds quickly when the burning rate is too high, but the diesel filtration filter 150 may exceed the limit temperature due to a sudden change in flow rate under conditions such as DTI (Drop To Idle). Because there is, it is to prevent this.

한편, 여기서는 종료 기준 정보에 상한 종료 기준 정보와 하한 종료 기준 정보 모두를 포함한다고 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 상한 종료 기준 정보 또는 하한 종료 기준 정보 하나만 포함될 수 있다. Meanwhile, although it has been described for example that the end reference information includes both the upper limit end reference information and the lower limit end reference information, it is not limited thereto, and only one of the upper limit end reference information or the lower limit end reference information may be included.

차량 제어기(160)는 상한 종료 기준 정보(KEh)와 하한 종료 기준 정보(KEl) 사이에 재생 버닝 레이트가 존재하면 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시킨다(S250).The vehicle controller 160 stops regeneration of the diesel filtration filter 150 when there is a regeneration burning rate between the upper limit end reference information KE h and the lower limit end reference information KE l (S250).

차량 제어기(160)는 상한 종료 기준 정보(KEh)와 하한 종료 기준 정보(KEl) 사이에 재생 버닝 레이트가 존재하지 않으면 필터 재생 시간을 확인한다(S255). 여기서, 필터 재생 시간은 디젤여과필터(150)가 재생한 시간을 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 checks the filter regeneration time if there is no regeneration burning rate between the upper limit end reference information KE h and the lower limit end reference information KE l (S255). Here, the filter regeneration time may represent a time when the diesel filtration filter 150 is regenerated.

차량 제어기(160)는 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상인지를 판단한다(S260). 그리고 차량 제어기(160)는 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상이면 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시킨다. 이렇게 최소 재생 시간을 설정한 이유는 재생 연비가 높아 디젤여과필터(150)의 능동 재생을 실시하였으나, 차량의 조건이 변경됨에 따라 능동 재생을 중지시켜야 하나, 디젤여과필터(150)의 승온을 위하여 이미 연료를 사용하였기 때문에 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시키면 연비를 낭비하게 되기 때문에 이를 방지하기 위함이다.The vehicle controller 160 determines whether the filter regeneration time is greater than or equal to the minimum regeneration time (S260). In addition, the vehicle controller 160 stops regeneration of the diesel filtration filter 150 when the filter regeneration time is longer than the minimum regeneration time. The reason for setting the minimum regeneration time is that active regeneration of the diesel filtration filter 150 was performed due to high regeneration fuel economy. However, active regeneration must be stopped as the vehicle conditions change. However, in order to increase the temperature of the diesel filtration filter 150 This is to prevent this because fuel efficiency is wasted if the regeneration of the diesel filtration filter 150 is stopped because fuel has already been used.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the relevant technical field can use the present invention in various ways within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. It will be appreciated that it can be modified and changed.

100: 배기가스 후처리 장치
110: 상태 검출기
120: 포집량 센서
125: 유량 센서
130: 온도 센서
135: 농도 센서
140: 엔진
150: 디젤여과필터
160: 차량 제어기100: exhaust gas aftertreatment device
110: state detector
120: collection amount sensor
125: flow sensor
130: temperature sensor
135: concentration sensor
140: engine
150: diesel filtration filter
160: vehicle controller

Claims (14)

운전상태 정보를 검출하는 상태 검출기;
엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤여과필터; 및
상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 연산하고, 상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시키며, 상기 디젤여과필터가 재생되면 재생 버닝 레이트를 연산하며, 상기 재생 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시키는 차량 제어기;를 포함하되,
상기 차량 제어기는 상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비를 연산하며, 설정 시간 동안의 상기 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산하고, 상기 평균 연비 및 상기 예측 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시키는 배기가스 후처리 장치.A state detector for detecting driving state information;
A diesel filtration filter for collecting particulate matter contained in exhaust gas discharged from the engine; And
Calculates a regenerative fuel economy and a predicted burning rate based on the driving state information, regenerates the diesel filtration filter based on at least one of the regenerative fuel efficiency and the predicted burning rate, and calculates a regenerative burning rate when the diesel filtration filter is regenerated. And a vehicle controller for stopping regeneration of the diesel filtration filter based on the regeneration burning rate;
The vehicle controller calculates a renewable fuel economy based on the driving state information, calculates an average fuel economy for the renewable fuel economy for a set time, and regenerates the diesel filtration filter based on the average fuel economy and the predicted burning rate. Exhaust gas aftertreatment device. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
상기 재생 연비 및 상기 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터를 재생시키는 배기가스 후처리 장치.The method of claim 1,
The vehicle controller
An exhaust gas post-treatment device for regenerating the diesel filtration filter when at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate is within entry reference information. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 상기 운전상태 정보에 포함된 배기 온도 및 배기 유량 중 적어도 하나를 기반으로 상기 재생 연비를 연산하는 배기가스 후처리 장치.The method of claim 1,
The vehicle controller
Exhaust gas post-treatment apparatus for calculating the regeneration fuel economy based on at least one of temperature rise setting information, regeneration setting information, exhaust temperature and exhaust flow rate included in the operation state information. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
목표 필터 온도, 필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 예측 버닝 레이트를 연산하는 배기가스 후처리 장치.The method of claim 1,
The vehicle controller
An exhaust gas post-treatment device that calculates the predicted burning rate based on at least one of a target filter temperature, filter porosity, a soot collection amount included in the operation state information, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시키는 배기가스 후처리 장치.The method of claim 1,
The vehicle controller
Exhaust gas post-treatment device for stopping regeneration of the diesel filtration filter when the regeneration burning rate is within the end reference information. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 배기가스 후처리 장치.The method of claim 1,
The vehicle controller
An exhaust gas post-treatment device that calculates a regeneration burning rate based on at least one of filter pores, soot collection amount included in the operation state information, measured filter temperature, exhaust flow rate, nitrogen oxide concentration, and oxygen concentration. 제1 운전상태 정보를 검출하는 단계;
상기 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계;
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터를 재생시키는 단계;
제2 운전상태 정보를 검출하는 단계;
상기 제2 운전상태 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계; 및
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계;를 포함하되,
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계는 승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 상기 제1 운전상태 정보에 포함된 배기 온도, 배기 유량 중 적어도 하나를 기반으로 상기 재생 연비를 연산하는 단계; 및 설정 시간 동안의 상기 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산하는 단계;
를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.Detecting first driving state information;
Calculating at least one of a regeneration fuel economy and a predicted burning rate based on the first driving state information;
Regenerating a diesel filtration filter when at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate satisfies the entry reference information;
Detecting second driving state information;
Calculating a regeneration burning rate based on the second driving state information; And
Including; if the regeneration burning rate satisfies the end criterion information, terminating regeneration of the diesel filtration filter; Including,
The calculating of at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate may include calculating the regeneration fuel economy based on at least one of temperature rise setting information, regeneration setting information, an exhaust temperature included in the first operation state information, and an exhaust flow rate. ; And calculating an average fuel economy with respect to the renewable fuel economy during a set time.
Exhaust gas post-treatment control method comprising a. 삭제delete 제8 항에 있어서,
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터를 재생시키는 단계는
상기 평균 연비 및 상기 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 상한 진입 기준 정보와 하한 진입 기준 정보 사이에 존재하면 상기 디젤여과필터를 재생하는 단계를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.The method of claim 8,
Regenerating the diesel filtration filter when at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate satisfies the entry reference information
And regenerating the diesel filtration filter when at least one of the average fuel economy and the predicted burning rate is between the upper limit entry reference information and the lower limit entry reference information. 제8 항에 있어서,
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계는
목표 필터 온도, 필터 기공, 상기 제1 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 예측 버닝 레이트를 연산하는 단계를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.The method of claim 8,
The step of calculating at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate
Exhaust gas post-processing comprising calculating the predicted burning rate based on at least one of a target filter temperature, filter porosity, soot collection amount included in the first operation state information, exhaust flow rate, nitrogen oxide concentration, and oxygen concentration Control method. 제8 항에 있어서,
상기 제2 운전상태 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계는
필터 기공, 상기 제2 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계인 배기가스 후처리 제어 방법.The method of claim 8,
The step of calculating a regeneration burning rate based on the second driving state information
Exhaust gas post-treatment control method comprising: calculating a regeneration burning rate based on at least one of filter pores, soot collection amount included in the second operation state information, measured filter temperature, exhaust flow rate, nitrogen oxide concentration, and oxygen concentration. 제8 항에 있어서,
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계는
상기 재생 버닝 레이트가 상한 종료 기준 정보와 하한 종료 기준 정보 사이에 존재하면 상기 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계인 배기가스 후처리 제어 방법.The method of claim 8,
When the regeneration burning rate satisfies the end criterion information, the step of terminating the regeneration of the diesel filtration filter
The exhaust gas post-treatment control method comprising the step of ending regeneration of the diesel filtration filter when the regeneration burning rate is between the upper limit end reference information and the lower limit end reference information. 제8 항에 있어서,
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계 이후에
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하지 않으면 필터 재생 시간을 확인하는 단계;
상기 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상인지를 판단하는 단계; 및
상기 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상이면 상기 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계;
를 더 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.The method of claim 8,
After the step of terminating the regeneration of the diesel filtration filter when the regeneration burning rate satisfies the end criterion information
Checking a filter regeneration time if the regeneration burning rate does not satisfy end criterion information;
Determining whether the filter reproduction time is greater than or equal to a minimum reproduction time; And
Terminating the regeneration of the diesel filtration filter when the filter regeneration time is greater than or equal to the minimum regeneration time;
Exhaust gas post-treatment control method further comprising a.
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