KR102261082B1 - Method and device for regenerating exhaust filter of diesel engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하는 필터를 재생하는 방법 및 재생 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치는 제1 필터 및 제2 필터를 포함하는 배기 시스템에 있어서, 연료 분사 없이 배기가스에 의해 배기가스 필터가 재생되는 자연 재생 및 배기가스 필터를 재생시키기 위해 연료가 분사되는 강제 재생이 이루어지는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치로서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터를 강제 재생시키기 위해 연료를 분사하는 연료 분사 유닛; 및 강제 재생이 수행되도록 상기 연료 분사 유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a method and a regeneration apparatus for regenerating a filter for purifying exhaust gas discharged from a diesel engine. In an exhaust system including a first filter and a second filter, the exhaust gas filter regeneration apparatus for a diesel engine according to the present invention is to regenerate a natural regeneration and an exhaust gas filter in which the exhaust gas filter is regenerated by exhaust gas without fuel injection. An exhaust gas filter regeneration device for a diesel engine in which forced regeneration is performed to which fuel is injected, comprising: a fuel injection unit injecting fuel to forcibly regenerate the first filter and the second filter; and a control unit controlling the fuel injection unit to perform forced regeneration.

Description

디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법 및 재생 장치{METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING EXHAUST FILTER OF DIESEL ENGINE}Diesel engine exhaust gas filter regeneration method and regeneration device {METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING EXHAUST FILTER OF DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하는 필터를 재생하는 방법 및 재생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a regeneration apparatus for regenerating a filter for purifying exhaust gas discharged from a diesel engine.

일반적으로 디젤엔진은 연비 및 출력이 높기 때문에 건설기계, 산업용 차량, 트럭, 버스, 선박 등에 많이 이용된다. 그런데 디젤엔진의 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx) 및 입자상 물질(PM; Particulate Matter)은 대기오염을 유발하기 때문에 최근에는 이들 물질의 배출량에 대한 규제가 강화되고 있는 추세이다.In general, diesel engines are widely used in construction machinery, industrial vehicles, trucks, buses, and ships because of their high fuel efficiency and output. However, since nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM) contained in exhaust gas of diesel engines cause air pollution, regulations on emission of these substances are being strengthened in recent years.

이에, 디젤엔진으로부터 배출되는 유해물질이 대기 중으로 그대로 배출되는 것을 막기 위해서 디젤엔진의 배기 시스템에는 다양한 방식의 배기가스 필터가 장착되고 있다. 대표적인 배기가스 필터로서 디젤 매연 필터(DPF; Diesel Particulate Filter) 및 선택적 촉매환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 장치가 있다.Accordingly, in order to prevent harmful substances discharged from the diesel engine from being directly discharged into the atmosphere, exhaust gas filters of various types are installed in the exhaust system of the diesel engine. Representative exhaust gas filters include a diesel particulate filter (DPF) and a selective catalytic reduction (SCR) device.

DPF는 디젤엔진에서 배출되는 수트(Soot) 등의 입자상 물질을 저감하는 가장 효율적이고 실질적인 수단이 되고 있다. DPF는 디젤 차량의 배기라인에 설치되어 수트를 물리적으로 포집하는 필터 구조를 가진다. 연소되지 않은 수트 등의 입자상 물질은 DPF에 의해 걸러져서 DPF의 필터 채널에 퇴적된다. 입자상 물질이 필터에 쌓이면 필터에 의해 압력강하가 발생하고, 이에 따라 필터에 의한 배압이 증가하게 되므로 필터에 쌓인 입자상 물질을 제거하지 않으면 엔진 성능이 감소한다. 따라서, 필터에 쌓인 입자상 물질을 태움으로써 이를 제거하는데, 이 과정을 재생(regeneration)이라고 한다.DPF has become the most effective and practical means for reducing particulate matter such as soot emitted from diesel engines. The DPF is installed in the exhaust line of a diesel vehicle and has a filter structure that physically collects soot. Particulate matter such as unburned soot is filtered by the DPF and deposited in the filter channels of the DPF. When particulate matter accumulates on the filter, a pressure drop occurs by the filter, and accordingly, the back pressure by the filter increases. If particulate matter accumulated on the filter is not removed, engine performance decreases. Therefore, particulate matter accumulated in the filter is removed by burning, a process called regeneration.

선택적 촉매환원 장치는 산성비의 원인이자 광화학적 스모그를 유발하는 질소산화물을 제거하기 위한 것으로서, 촉매를 이용하여 질소산화물의 질소양이온을 질소기체로 환원시킴으로써 대기유해물질인 질소산화물을 제거한다. 그런데, 선택적 촉매환원 반응이 일정 시간 지속되면 배기가스에 포함되어 있는 알칼리 금속과 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물이 촉매 내에 흡착되어 촉매독으로 작용함으로써 촉매의 활성도를 저하시키게 된다. 또한, Na2SO4, CaSO4, NH4HSO4 등의 황산화물과 재, 미세먼지, SiO2, Al2O3 등의 점착성 입자가 선택적 촉매환원 장치 내의 부식물질과 함께 촉매에 퇴적되어 촉매의 세공을 막아서 촉매의 비활성화를 촉진시키는 역할을 한다. 이에 따라, 선택적 촉매환원 반응이 계속될수록 촉매의 성능이 급격히 감소되어 원활한 질소산화물의 제거가 어렵게 된다. 따라서, 이 문제점을 해결하기 위해서는 촉매 내에 흡착되어 있는 촉매독이나 퇴적되어 있는 불순물 등을 제거하여 선택적 촉매환원 장치의 촉매를 재생시키는 과정이 필요하다.The selective catalytic reduction device is intended to remove nitrogen oxides that cause acid rain and photochemical smog. It uses a catalyst to reduce nitrogen cations of nitrogen oxides into nitrogen gas, thereby removing nitrogen oxides, which are harmful to the atmosphere. However, when the selective catalytic reduction reaction continues for a certain period of time, alkali metals and alkaline earth metals or their compounds contained in the exhaust gas are adsorbed into the catalyst and act as a catalyst poison, thereby reducing the activity of the catalyst. In addition, sulfur oxides such as Na 2 SO 4 , CaSO 4 , NH 4 HSO 4 and adhesive particles such as ash, fine dust, SiO 2 , Al 2 O 3 are deposited on the catalyst together with the corrosive substances in the selective catalytic reduction device. It serves to promote the deactivation of the catalyst by blocking the pores of the Accordingly, as the selective catalytic reduction reaction continues, the performance of the catalyst is rapidly reduced, making it difficult to smoothly remove nitrogen oxides. Therefore, in order to solve this problem, it is necessary to regenerate the catalyst of the selective catalytic reduction device by removing the catalyst poison or impurities deposited in the catalyst.

배기가스 필터의 재생에는 자연 재생(passive regeneration) 방법과 강제 재생(active regeneration) 방법이 있다. 자연 재생은 배기가스 온도가 고온일 때 필터에 포집되는 입자상 물질이 고온의 배기가스에 의해 자연적으로 연소되는 방식이다. 그런데, 엔진의 아이들 운전시나 저부하 운전시와 같이 엔진회전속도가 높지 않을 때는 일반적으로 배기가스가 상대적으로 저온을 유지한다. 이에 따라 입자상 물질이 배기가스에 의해 자연적으로 연소되지 않고 필터에 쌓이게 된다. 이 경우 엔진회전속도를 인위적으로 상승시키거나 배기라인에 연료를 직접 분사하여 배기가스의 온도를 높여줌으로써 필터에 퇴적된 입자상 물질을 연소시키는데, 이러한 방식을 강제 재생이라고 한다. Regeneration of the exhaust gas filter includes a passive regeneration method and an active regeneration method. Natural regeneration is a method in which particulate matter collected in the filter is naturally combusted by the high-temperature exhaust gas when the exhaust gas temperature is high. However, when the engine rotation speed is not high, such as during the idle operation of the engine or the low load operation, the exhaust gas generally maintains a relatively low temperature. Accordingly, the particulate matter is not naturally combusted by the exhaust gas and is accumulated in the filter. In this case, the particulate matter deposited on the filter is burned by artificially increasing the engine rotation speed or by directly injecting fuel into the exhaust line to increase the exhaust gas temperature. This method is called forced regeneration.

배기가스 필터에 있어서 적절한 시점에 강제 재생을 시키는 것은 매우 중요하다. 왜냐하면 강제 재생 방법에는 연료가 소모되기 때문에, 입자상 물질의 퇴적량이 적음에도 불구하고 필요 이상으로 자주 강제 재생을 수행하면 그만큼 연료 소모량이 늘어나서 연료가 낭비되는 문제가 있다. 반면, 입자상 물질이 과도하게 퇴적되었음에도 불구하고 강제 재생이 수행되지 않으면 엔진 배압이 증가함으로써 엔진의 출력 및 연비 저하를 유발하고 필터 성능이 저하될 수 있기 때문이다.It is very important to force regeneration at an appropriate time in the exhaust gas filter. Because the forced regeneration method consumes fuel, even though the amount of particulate matter deposited is small, if the forced regeneration is performed more frequently than necessary, the fuel consumption increases and fuel is wasted. On the other hand, if forced regeneration is not performed even though particulate matter is excessively deposited, the engine back pressure increases, thereby causing a decrease in engine output and fuel efficiency and deterioration of filter performance.

통상 강제 재생에 의해 약 2% 내지 5% 정도의 연비 저하가 유발되는 것으로 알려진다. 그러나, 엔진의 사양, 운전 조건 등에 따라 입자상 물질의 퇴적량이 달라지기 때문에 최적의 강제 재생 시점을 찾는 것이 어려운 실정이다. 따라서, 연료의 낭비를 방지하면서도 입자상 물질이 과도하게 퇴적되지 않도록 적절한 강제 재생 시점을 설정할 필요성이 대두되고 있다.In general, it is known that a reduction in fuel efficiency of about 2% to 5% is caused by forced regeneration. However, since the deposition amount of particulate matter varies depending on engine specifications and operating conditions, it is difficult to find an optimal time for forced regeneration. Accordingly, there is a need to set an appropriate forced regeneration time point to prevent excessive deposition of particulate matter while preventing fuel wastage.

특히, 배기 시스템에 두 종류 이상의 필터가 복합적으로 사용되는 경우, 각 필터마다 강제 재생을 별도로 제어할 경우 연료의 낭비가 심해질 수 있기 때문에, 두 종류 이상의 필터를 복합적으로 제어할 수 있는 필터 재생 방법에 대한 필요성이 크다. In particular, when two or more types of filters are used in combination in the exhaust system, fuel waste may be severe if forced regeneration is separately controlled for each filter. Therefore, there is a filter regeneration method that can control two or more types of filters in combination. there is a great need for

또한, 엔진의 사양, 엔진이 장착되는 건설기계의 특성, 작업 조건 등에 따라 입자상 물질의 배출량이 상이할 수 있다. 따라서, 필터의 강제 재생을 최적화하기 위해서는 엔진 별, 건설기계 별로 사전에 많은 실험에 의해 강제 재생 조건이 수행되어야 하기 때문에 강제 재생의 최적화에 많은 시간 및 비용이 소요된다. 따라서, 이러한 사전 실험에 의하지 않고도 사양이 다른 엔진 및 건설기계에도 간단하게 강제 재생을 최적화할 수 있는 필터 재생 방법에 대한 필요성이 크다. In addition, the amount of particulate matter may be different depending on the specifications of the engine, characteristics of a construction machine to which the engine is mounted, working conditions, and the like. Therefore, in order to optimize the forced regeneration of the filter, it takes a lot of time and money to optimize the forced regeneration because the forced regeneration condition must be performed through many experiments in advance for each engine and each construction machine. Therefore, there is a great need for a filter regeneration method that can easily optimize forced regeneration even for engines and construction machines with different specifications without such prior experiments.

KRUS 10-2009-001243010-2009-0012430 AA

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 배기가스 필터에 입자상 물질이 과도하게 퇴적되는 것을 방지하면서도 연료가 낭비되는 것을 방지할 수 있는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법 및 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a method and a regeneration apparatus for regenerating an exhaust gas filter of a diesel engine, which can prevent excessive deposition of particulate matter in the exhaust gas filter and prevent fuel wastage in order to solve the problems of the prior art aim to do

또한 본 발명은 사양이 다른 엔진 및 건설기계라도 간단한 방법으로 강제 재생을 최적화할 수 있는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법 및 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for regenerating an exhaust gas filter of a diesel engine capable of optimizing forced regeneration in a simple manner even for engines and construction machines having different specifications.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 제1 필터 및 제2 필터를 포함하는 배기 시스템에 있어서, 배기가스에 의해 배기가스 필터가 재생되는 자연 재생 및 배기가스 필터를 재생시키기 위해 추가적인 연료가 분사되는 강제 재생이 이루어지는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치로서, 연료를 분사하는 연료 분사 유닛; 및 강제 재생이 수행되도록 상기 연료 분사 유닛을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제1 필터의 n회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인 경우 상기 제1 필터의 상기 n회차 및 상기 n회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않고, 상기 제2 필터의 m회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인 경우 상기 제2 필터의 상기 m회차 및 상기 m회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides, in an exhaust system including a first filter and a second filter, additional fuel is provided to regenerate the natural regeneration and the exhaust gas filter in which the exhaust gas filter is regenerated by the exhaust gas. An exhaust gas filter regeneration device for a diesel engine in which forced regeneration is performed, comprising: a fuel injection unit for injecting fuel; and a control unit for controlling the fuel injection unit so that forced regeneration is performed, wherein the control unit is configured to perform natural regeneration and forced regeneration of the second filter performed before the time point at which the n-th forced regeneration of the first filter is performed. When the sum of the number of executions is equal to or greater than the first reference number, the nth time of the first filter and the forced regeneration after the nth time are not performed, and the natural performed before the time point at which the mth forced regeneration of the second filter is performed. When the sum of the number of times of regeneration and the forced regeneration of the first filter is equal to or greater than the second reference number of times, the exhaust gas filter regeneration apparatus of the diesel engine that does not perform the mth and mth times of the second filter for forced regeneration can provide

또한 본 발명은, 제1 필터 및 제2 필터를 포함하는 배기 시스템에 있어서, 배기가스에 의해 배기가스 필터가 재생되는 자연 재생 및 배기가스 필터를 재생시키기 위해 추가적인 연료가 분사되는 강제 재생이 이루어지는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법으로서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생 조건을 설정하는 단계; 소정 시간 동안 엔진을 구동하여 자연 재생이 수행되는 시점, 상기 제1 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점을 획득하는 단계; 수행된 상기 제1 필터에 대한 강제 재생들에 대해, 상기 제1 필터의 n회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하는 단계; 수행된 상기 제2 필터에 대한 강제 재생들에 대해, 상기 제2 필터의 m회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제1 필터의 n회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인 경우 상기 제1 필터의 상기 n회차 및 상기 n회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않고, 상기 제2 필터의 m회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인 경우 상기 제2 필터의 상기 m회차 및 상기 m회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않도록 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생 조건을 재설정하는 단계를 포함하는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention, in an exhaust system including a first filter and a second filter, natural regeneration in which an exhaust gas filter is regenerated by exhaust gas and a diesel in which additional fuel is injected to regenerate the exhaust gas filter and forced regeneration is performed. A method for regenerating an exhaust gas filter of an engine, the method comprising: setting forced regeneration conditions for the first filter and the second filter; obtaining a time point at which natural regeneration is performed by driving an engine for a predetermined time, a time point at which forced regeneration is performed for the first filter, and a time point at which forced regeneration is performed for the second filter; With respect to the performed forced regenerations for the first filter, the sum of the number of times of natural regeneration performed before the n times forced regeneration of the first filter is performed and the number of times of forced regeneration of the second filter is determined as the first criterion Determining whether the number of times or more; With respect to the performed forced regenerations of the second filter, the sum of the number of times of natural regeneration performed before the m-th forced regeneration of the second filter and the number of times of forced regeneration of the first filter is performed is the second criterion. Determining whether the number of times or more; and when the sum of the number of times the natural regeneration performed before the n-time forced regeneration of the first filter and the forced regeneration of the second filter is equal to or greater than a first reference number of times, the n-th and the first filter When forced regeneration is not performed after n times, and the sum of the number of times of natural regeneration performed before the m-th forced regeneration of the second filter is performed and the number of times of forced regeneration of the first filter is greater than or equal to the second reference number of times An exhaust gas filter regeneration method of a diesel engine comprising resetting forced regeneration conditions for the first filter and the second filter so as not to perform the mth and mth times of forced regeneration of the second filter. can provide

이때, 상기 제1 필터의 마지막 회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 미만이거나, 상기 제2 필터의 마지막 회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 미만인 경우, 다시 소정 시간 동안 상기 엔진을 구동하여 자연 재생이 수행되는 시점, 상기 제1 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점을 획득할 수 있다.In this case, the sum of the number of times of natural regeneration performed before the time when the last forced regeneration of the first filter is performed and the number of times of forced regeneration of the second filter is less than the first reference number, or the last forced regeneration of the second filter When the sum of the number of times the natural regeneration performed before the regeneration is performed and the number of times of the forced regeneration of the first filter is less than the second reference number, the time point at which natural regeneration is performed by driving the engine again for a predetermined time, the second A time point at which forced regeneration is performed for the first filter and a time point at which forced regeneration is performed for the second filter may be acquired.

상기 제1 필터 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생 조건에는 차압 제어 조건은 포함되지 않을 수 있다.A differential pressure control condition may not be included in the forced regeneration condition for the first filter and the second filter.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 어느 한 필터에 대한 강제 재생 수행 여부를 판단함에 있어서 자연 재생 및 다른 필터에 대한 강제 재생 수행 횟수가 충분한 경우 해당 필터에 대한 강제 재생을 수행하지 않음으로써 연료가 낭비되는 것이 방지되는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, in determining whether to perform forced regeneration for one filter, if the number of times of natural regeneration and forced regeneration for another filter is sufficient, fuel is wasted by not performing forced regeneration on the corresponding filter It has the effect of preventing it from happening.

또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 간단한 방법으로 각 배기가스 필터에 대한 강제 재생을 최적화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, there is an effect that can optimize the forced regeneration for each exhaust gas filter in a simple method.

또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 건설기계가 현재 수행하고 있는 작업 조건에 알맞은 강제 재생이 실시간으로 설정됨으로써, 작업 조건에 최적화하여 강제 재생을 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since the forced regeneration suitable for the working conditions currently being performed by the construction machine is set in real time, there is an effect that the forced regeneration can be performed by optimizing the working conditions.

도 1은 본 발명이 적용되는 배기 시스템의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치를 개략적으로 나타내는 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 제1 필터 및 제2 필터에 대한 강제 재생 시점을 선택하는 예를 도시하는 도면이다.1 is a diagram schematically showing an example of an exhaust system to which the present invention is applied.
2 is a diagram schematically illustrating an exhaust gas filter regeneration apparatus of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart schematically illustrating a method for regenerating an exhaust gas filter of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of selecting a forced regeneration time point for a first filter and a second filter.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명이 적용되는 배기 시스템의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치를 개략적으로 나타내는 다이어그램이다.1 is a diagram schematically showing an example of an exhaust system to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram schematically showing an exhaust gas filter regeneration apparatus of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 재생 장치 및 재생 방법은 적어도 두 종류의 배기가스 필터(71, 72)가 구비되는 배기 시스템에 적용될 수 있다. 배기 시스템은 차량에 구비되는 것일 수 있고, 이때 차량은 건설기계 또는 산업용 차량일 수 있다. 배기 시스템은 배기 라인(80), 제1 필터(71) 및 제2 필터(72)를 포함할 수 있다. 배기 라인(80)은 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 외부로 배출되는 통로이다. 제1 필터(71)와 제2 필터(72)는 배기 라인(80) 상에 직렬로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 필터(71)는 디젤 매연 필터(Diesel Particulate Filter)일 수 있고, 제2 필터(72)는 선택적 촉매환원(Selective Catalytic Reduction) 장치일 수 있다. 그러나 배기가스 필터(71, 72)의 개수 및 종류는 이에 한정되지 않으며, 재생을 필요로 하는 다양한 종류의 필터가 다양한 개수로 구비될 수도 있다. Referring to FIG. 1 , the filter regeneration apparatus and the regeneration method according to an embodiment of the present invention may be applied to an exhaust system including at least two types of exhaust gas filters 71 and 72 . The exhaust system may be provided in a vehicle, and in this case, the vehicle may be a construction machine or an industrial vehicle. The exhaust system may include an exhaust line 80 , a first filter 71 and a second filter 72 . The exhaust line 80 is a passage through which exhaust gas discharged from the engine is discharged to the outside. The first filter 71 and the second filter 72 may be disposed in series on the exhaust line 80 . For example, the first filter 71 may be a diesel particulate filter, and the second filter 72 may be a selective catalytic reduction device. However, the number and types of the exhaust gas filters 71 and 72 are not limited thereto, and various types of filters requiring regeneration may be provided in various numbers.

본 발명의 일 실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법 및 재생 장치는, 추가적인 연료 분사 없이 엔진으로부터 배출되는 고온의 배기가스에 의해 배기가스 필터가 재생되는 자연 재생(passive regeneration)과 배기가스 필터를 재생시키기 위해 연료를 추가적으로 분사하는 강제 재생(active regeneration)을 효율적으로 제어하기 위한 것이다. 강제 재생은 자연 재생과는 달리 추가적인 연료를 소모하므로 가능한 한 수행되지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 자연 재생만으로는 배기가스 필터가 충분히 재생되지 않아 강제 재생이 필요함에도 불구하고 강제 재생이 이루어지지 않는다면 배기가스 필터 막힘에 의한 엔진 및 배기가스 필터 성능 저하가 유발될 수 있다. 따라서, 자연 재생 횟수를 고려하여 강제 재생을 선택적으로 수행함으로써 연료 낭비와 필터 성능 저하 방지를 모두 달성할 수 있다. A method and apparatus for regenerating an exhaust gas filter of a diesel engine according to an embodiment of the present invention include passive regeneration and exhaust gas in which an exhaust gas filter is regenerated by high-temperature exhaust gas discharged from an engine without additional fuel injection This is to effectively control active regeneration, which additionally injects fuel to regenerate the filter. Since forced regeneration consumes additional fuel unlike natural regeneration, it is desirable not to perform it as much as possible. However, if the exhaust gas filter is not sufficiently regenerated by natural regeneration alone, the engine and exhaust gas filter performance may be deteriorated due to clogging of the exhaust gas filter if the forced regeneration is not performed despite the necessity of the forced regeneration. Accordingly, both fuel waste and prevention of filter performance degradation can be achieved by selectively performing forced regeneration in consideration of the number of natural regenerations.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치는, 배기가스 필터(71, 72)의 강제 재생을 위해 연료를 분사하는 연료 분사 유닛(20), 배기가스 필터(71, 72)의 전단과 후단의 차압을 감지하기 위한 압력센서(30), 배기가스 필터(71, 72)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(40), 건설기계의 주행속도를 감지하기 위한 차속센서(50) 및 제어부(60)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the exhaust gas filter regeneration apparatus of a diesel engine according to an embodiment of the present invention includes a fuel injection unit 20 that injects fuel for forced regeneration of the exhaust gas filters 71 and 72, the exhaust gas A pressure sensor 30 for detecting the differential pressure between the front and rear ends of the filters 71 and 72, a temperature sensor 40 for detecting the temperature of the exhaust gas filters 71 and 72, and detecting the running speed of the construction machine It may include a vehicle speed sensor 50 and a control unit 60 for

연료 분사 유닛(20)은 배기가스 필터(71, 72)에 대한 강제 재생을 수행할 수 있도록 연료를 분사하기 위한 것으로서, 제어부(60)의 제어 신호에 따라 연료를 분사할 수 있다. The fuel injection unit 20 injects fuel to perform forced regeneration of the exhaust gas filters 71 and 72 , and may inject fuel according to a control signal of the controller 60 .

압력센서(30)는 배기가스 필터(71, 72)의 전단과 후단의 압력차를 감지하기 위한 것으로서, 압력센서(30)에 의해 감지된 압력차가 클수록 배기가스 필터(71, 72)가 입자상 물질에 의해 막힌 정도가 커지는 것을 의미한다. 압력센서(30)는 제1 필터(71)의 전단과 후단의 차압을 감지하기 위한 제1 압력센서(31) 및 제2 필터(72)의 전단과 후단의 차압을 감지하기 위한 제2 압력센서(32)를 포함할 수 있다. 압력센서(30)는 배기가스 필터(71, 72)의 전단과 후단의 압력을 각각 측정하는 절대압력 센서일 수 있고, 배기가스 필터(71, 72)의 전단과 후단의 차압을 측정하는 차압 센서일 수도 있다. 압력센서(30)에 의해 감지된 차압은 제어부(60)로 전송된다. 제어부(60)는 압력센서(30)에 의해 감지된 차압이 기준 차압보다 큰지 여부를 판단하고, 판단결과 감지된 차압이 기준 차압보다 큰 경우 제어부(60)는 즉시 강제 재생을 수행할 수 있다. The pressure sensor 30 is for detecting the pressure difference between the front and rear ends of the exhaust gas filters 71 and 72, and as the pressure difference sensed by the pressure sensor 30 is greater, the exhaust gas filters 71 and 72 contain particulate matter. means that the degree of blockage by The pressure sensor 30 is a first pressure sensor 31 for detecting the differential pressure between the front and rear ends of the first filter 71 and a second pressure sensor for detecting the differential pressure between the front and rear ends of the second filter 72 . (32) may be included. The pressure sensor 30 may be an absolute pressure sensor that measures the pressures of the front and rear ends of the exhaust gas filters 71 and 72, respectively, and a differential pressure sensor that measures the differential pressure between the front and rear ends of the exhaust gas filters 71 and 72. may be The differential pressure sensed by the pressure sensor 30 is transmitted to the control unit 60 . The control unit 60 determines whether the differential pressure sensed by the pressure sensor 30 is greater than the reference differential pressure, and if the determined differential pressure is greater than the reference differential pressure, the control unit 60 may immediately perform forced regeneration.

온도센서(40)는 배기가스 필터(71, 72)의 온도를 감지하기 위한 것이다. 온도센서(40)는 제1 필터(71)의 온도를 감지하기 위한 제1 온도센서(41) 및 제2 필터(72)의 온도를 감지하기 위한 제2 온도센서(42)를 포함할 수 있다. 온도센서(40)의 측정값은 제어부(60)로 전송되어 자연 재생의 수행 여부를 판단하기 위한 정보로 이용될 수 있다. The temperature sensor 40 is for detecting the temperature of the exhaust gas filters 71 and 72 . The temperature sensor 40 may include a first temperature sensor 41 for detecting the temperature of the first filter 71 and a second temperature sensor 42 for detecting the temperature of the second filter 72 . . The measured value of the temperature sensor 40 may be transmitted to the controller 60 and used as information for determining whether natural regeneration is performed.

차속센서(50)는 엔진(10)이 장착되는 차량의 주행속도를 감지하기 위한 것이다. 차속센서(50)에 의해 감지된 차량의 주행속도 정보는 제어부(60)로 전송되어 차량의 주행거리를 산출하기 위한 정보로 이용될 수 있다. 산출된 주행거리는 강제 재생을 수행하기 위한 정보로 사용될 수 있다.The vehicle speed sensor 50 is for detecting the running speed of the vehicle on which the engine 10 is mounted. The driving speed information of the vehicle sensed by the vehicle speed sensor 50 may be transmitted to the controller 60 and used as information for calculating the driving distance of the vehicle. The calculated mileage may be used as information for performing forced regeneration.

제어부(60)는 엔진(10)로부터 전송된 엔진의 운전 상태에 관한 정보와, 압력센서(30), 온도센서(40) 및 차속센서(50)로부터 전송된 정보들을 바탕으로 연료 분사 유닛(20)을 제어하여 강제 재생을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(60)는 건설기계의 작업 유닛 등을 제어하기 위한 장비 제어부나 ECU(Electronic Control Unit)와 같은 엔진 제어부를 포함하도록 구성될 수도 있으나, 별도의 제어모듈로 구성될 수도 있다. The control unit 60 is configured to control the fuel injection unit 20 based on information about the operating state of the engine transmitted from the engine 10 and information transmitted from the pressure sensor 30 , the temperature sensor 40 , and the vehicle speed sensor 50 . ) to perform forced playback. The control unit 60 may be configured to include an engine control unit such as an electronic control unit (ECU) or an equipment control unit for controlling a work unit of a construction machine, or may be configured as a separate control module.

이하에서는, 전술한 배기가스 필터 재생 장치의 구성을 참조하여 배기가스 필터 재생 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, an exhaust gas filter regeneration method will be described with reference to the configuration of the exhaust gas filter regeneration apparatus described above.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 4는 제1 필터 및 제2 필터에 대한 강제 재생 시점을 선택하는 예를 도시하는 도면이다.3 is a flowchart schematically illustrating a method for regenerating an exhaust gas filter of a diesel engine according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram illustrating an example of selecting a forced regeneration time point for a first filter and a second filter.

제어부(60)에는 제1 필터(71) 및 제2 필터(72) 각각에 대한 강제 재생 조건이 설정될 수 있다(S10). 여기서, 강제 재생 조건은 엔진의 가동시간, 주행거리, 연료 분사량, 필터 전후단의 차압 등이 될 수 있다. 예컨대, 엔진의 가동시간, 주행거리, 연료 분사량이 설정값에 도달할 때마다 강제 재생이 수행될 수 있다. 엔진의 가동시간 및 연료 분사량은 엔진(10)으로부터 전송된 정보를 기초로 제어부(60)가 산출할 수 있다. 주행 거리는 차속센서(50)로부터 전송된 정보를 기초로 제어부(60)가 산출할 수 있다. Forced regeneration conditions for each of the first filter 71 and the second filter 72 may be set in the controller 60 ( S10 ). Here, the forced regeneration condition may be the operating time of the engine, the driving distance, the fuel injection amount, the differential pressure between the front and rear ends of the filter, and the like. For example, the forced regeneration may be performed whenever the operating time of the engine, the mileage, and the fuel injection amount reach a set value. The operating time and fuel injection amount of the engine may be calculated by the controller 60 based on information transmitted from the engine 10 . The driving distance may be calculated by the controller 60 based on information transmitted from the vehicle speed sensor 50 .

제어부(60)에 제1 필터(71) 및 제2 필터(72) 각각에 대한 강제 재생 조건의 설정이 완료되면 엔진(10)을 소정 시간 동안 가동시킨다(S20). 엔진(10)이 가동되는 도중에 제어부(60)에 설정된 복수의 강제 재생 조건들 중 조건이 충족되는 순서대로 강제 재생이 수행될 수 있다. 이와 함께 엔진(10)의 운전 상태에 따라 자연 재생이 수행될 수 있다. 자연 재생의 수행 여부는 제1 필터(71) 및 제2 필터(72)의 온도, 엔진회전속도 및 엔진 가동시간을 기초로 제어부(60)가 산출할 수 있다. 제1 필터(71) 및 제2 필터(72)의 온도는 각각 제1 온도센서(41) 및 제2 온도센서(42)로부터 제어부(60)로 전송될 수 있고, 엔진회전속도 및 엔진 가동시간은 엔진(10)으로부터 제어부(60)로 전송될 수 있다. 이 정보를 바탕으로, 제어부(60)는 제1 필터(71) 또는 제2 필터(72)의 온도가 소정 온도 이상이고 엔진회전속도가 소정 속도 이상인 상태에서 엔진 가동시간이 소정 시간 이상인 경우에 자연 재생이 수행된 것으로 판단할 수 있다. 물론, 자연 재생의 수행 여부는 본 실시예와는 다른 방법으로 판단할 수도 있다. When the setting of the forced regeneration condition for each of the first filter 71 and the second filter 72 in the control unit 60 is completed, the engine 10 is operated for a predetermined time (S20). While the engine 10 is running, the forced regeneration may be performed in the order in which the conditions are satisfied among the plurality of forced regeneration conditions set in the controller 60 . In addition, natural regeneration may be performed according to the operating state of the engine 10 . Whether or not natural regeneration is performed may be calculated by the controller 60 based on the temperature of the first filter 71 and the second filter 72 , the engine rotation speed, and the engine operating time. The temperature of the first filter 71 and the second filter 72 may be transmitted from the first temperature sensor 41 and the second temperature sensor 42 to the control unit 60, respectively, and the engine rotation speed and engine operating time may be transmitted from the engine 10 to the control unit 60 . Based on this information, the control unit 60 controls the first filter 71 or the second filter 72 when the temperature of the first filter 71 or the second filter 72 is equal to or greater than a predetermined temperature and the engine operating time is equal to or greater than a predetermined time when the engine rotation speed is greater than or equal to a predetermined speed. It can be determined that regeneration has been performed. Of course, whether or not natural regeneration is performed may be determined by a method different from that of the present embodiment.

소정 시간 동안 엔진(10)을 가동하면서 제1 필터(71)의 강제 재생(a1, a2, …… an)이 수행되는 시점, 제2 필터(72)의 강제 재생(b1, b2, …… bm)이 수행되는 시점 및 자연 재생(c1, c2, …… ci)이 수행되는 시점을 획득한다(S30). 제1 필터(71)의 강제 재생(a1, a2, …… an)이 수행되는 시점 및 제2 필터(72)의 강제 재생(b1, b2, …… bm)이 수행되는 시점 및 자연 재생(c1, c2, …… ci)이 수행되는 시점은 시간적으로 선후 관계를 가진다. 이때, 제1 필터(71)의 강제 재생(a1, a2, …… an), 제2 필터(72)의 강제 재생(b1, b2, …… bm) 및 및 자연 재생(c1, c2, …… ci)은 엔진(10)의 구동시간 동안 일 회만 수행되거나 복수회로 수행 수도 있다. 본 설명에서 제1 필터(71)에 대해 복수 회차로 수행되는 각 강제 재생(a1, a2, …… an)들을 구분하기 위하여, 1회차 강제 재생은 a1, 2회차 강제 재생은 a2, n회차 강제 재생은 an으로 표시한다. 제2 필터(72)의 강제 재생(b1, b2, …… bm) 또한 마찬가지로, 1회차 강제 재생은 b1, 2회차 강제 재생은 b2, m회차 강제 재생은 bm으로 표시한다. 자연 재생(c1, c2, …… ci) 또한 1회차 자연 재생은 c1, 2회차 자연 재생은 c2, i회차 강제 재생은 ci로 표시한다. A point in time at which the forced regeneration (a1, a2, ... an) of the first filter 71 is performed while the engine 10 is operated for a predetermined time, and the forced regeneration (b1, b2, ... bm) of the second filter 72 ) and a time point at which natural regeneration (c1, c2, ... ci) is performed (S30). The time point at which the forced regeneration (a1, a2, ... an) of the first filter 71 is performed, the time point at which the forced regeneration (b1, b2, ... bm) of the second filter 72 is performed, and the natural regeneration (c1) , c2, ... ci) has a temporal relationship. At this time, the forced regeneration (a1, a2, ... an) of the first filter 71, the forced regeneration (b1, b2, ... bm) of the second filter 72, and the natural regeneration (c1, c2, ...) ci) may be performed only once during the driving time of the engine 10 or may be performed multiple times. In this description, in order to distinguish each of the forced regenerations (a1, a2, ... an) performed a plurality of times for the first filter 71 in the present description, the first forced regeneration is a1, the second forced regeneration is a2, and the n times are forced regeneration. Playback is indicated by an. Forced regeneration (b1, b2, ... bm) of the second filter 72 Similarly, the first forced regeneration is indicated by b1, the second forced regeneration is indicated by b2, and the m-th forced regeneration is indicated by bm. Natural regeneration (c1, c2, ... ci) In addition, the first natural regeneration is indicated by c1, the second natural regeneration is indicated by c2, and the i-th forced regeneration is indicated by ci.

이때, 수행 시점이 획득되는 강제 재생(a1, a2, …… an, b1, b2, …… bm)에는 필터 전후단의 차압 조건에 의한 강제 재생은 포함되지 않는 것이 바람직하다. 이는 이후에도 설명되겠지만, 이 단계(S30)에서 획득되는 제1 필터(71) 및 제2 필터(72)의 강제 재생(a1, a2, …… an, b1, b2, …… bm) 시점들 중 불필요한 것으로 판단되는 강제 재생 시점이 실제 운전시에는 생략될 수 있는데, 이때 필터 전후단의 차압에 의한 강제 재생이 생략될 수 있기 때문이다. 차압 제어 조건이 충족되는 경우, 다시 말해 어느 하나의 필터의 전후단의 차압이 기준 차압 이상일 경우 다른 필터에 대한 강제 재생 횟수 및 자연 재생 횟수에 관계 없이 강제 재생이 수행되는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the forced regeneration due to the differential pressure condition between the front and rear ends of the filter is not included in the forced regeneration (a1, a2, ... an, b1, b2, ... bm) at which the execution time is obtained. Although this will be described later, it is unnecessary among the time points of the forced regeneration (a1, a2, ... an, b1, b2, ... bm) of the first filter 71 and the second filter 72 obtained in this step S30. The time point of the forced regeneration determined to be that of the filter may be omitted during actual operation, because in this case, the forced regeneration by the differential pressure between the front and rear ends of the filter may be omitted. When the differential pressure control condition is satisfied, that is, when the differential pressure between the front and rear ends of any one filter is equal to or greater than the reference differential pressure, it is preferable that the forced regeneration is performed regardless of the number of times of forced regeneration and the number of natural regeneration of the other filter.

제1 필터(71)의 강제 재생(a1, a2, …… an)이 수행되는 시점, 제2 필터(72)의 강제 재생(b1, b2, …… bm)이 수행되는 시점 및 자연 재생(c1, c2, …… ci)이 수행되는 시점이 획득이 완료되면, 소정 시간 동안 수행된 제1 필터(71) 및 제2 필터(72)의 강제 재생(a1, a2, …… an, b1, b2, …… bm) 시점들 중 현재의 배기 시스템에 적합한 강제 재생을 선택한다. The time point at which the forced regeneration (a1, a2, ... an) of the first filter 71 is performed, the time point at which the forced regeneration (b1, b2, ... bm) of the second filter 72 is performed, and the natural regeneration (c1) , c2, ... ci) is performed, when the acquisition is completed, the forced regeneration (a1, a2, ... an, b1, b2) of the first filter 71 and the second filter 72 performed for a predetermined time , ... bm) select a forced regeneration suitable for the current exhaust system among the time points.

제1 필터(71)와 제2 필터(72)가 함께 구비되는 배기 시스템에서 어느 하나의 필터에 대해 강제 재생이 수행되면 다른 필터에도 영향을 미치며, 이때 다른 필터에는 자연 재생이 수행되는 것과 유사한 영향이 미칠 수 있다. 즉, 어느 하나의 필터에 대한 강제 재생은 다른 필터에 대해서는 자연 재생으로 취급될 수 있다. 따라서, 본 발명은 어느 하나의 필터에 대한 복수의 강제 재생 조건들 중 수행할 강제 재생과 수행하지 않을 강제 재생을 구분하기 위한 기준으로서, 자연 재생 및 다른 필터의 강제 재생을 고려할 수 있다. In an exhaust system in which the first filter 71 and the second filter 72 are provided together, when forced regeneration is performed on one filter, the other filters are also affected, and at this time, the effect similar to that in which natural regeneration is performed on the other filter This can be crazy. That is, forced regeneration for one filter may be treated as natural regeneration for the other filter. Accordingly, according to the present invention, natural regeneration and forced regeneration of other filters may be considered as a criterion for distinguishing between forced regeneration to be performed and forced regeneration not to be performed among a plurality of forced regeneration conditions for any one filter.

이를 위해, 엔진(10)의 구동 기간 동안 수행된 제1 필터(71)의 강제 재생 각각에 대해, 제1 필터(71)의 n회차 강제 재생(an)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인지 여부를 판단한다(S40, S50). 즉, 제1 필터(71)의 1회차 강제 재생(a1), 2회차 강제 재생(a2), …… n회차 강제 재생(an) 각각에 대해 각 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인지 여부를 판단한다(S50, S70). 이때, 제1 기준 횟수는 배기 시스템의 특성을 고려하여 임의로 설정될 수 있다. 제1 필터(71)의 1회차 강제 재생(a1), 2회차 강제 재생(a2), …… n회차 강제 재생(an) 각각에 대해 이와 같은 판단을 하되, 제1 필터(71)의 마지막 회차의 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 미만일 경우에는(S60) 다시 엔진(10)을 가동하여 제1 필터(71)의 강제 재생, 제2 필터(72)의 강제 재생 및 자연 재생이 수행되는 시점을 획득한 후 다시 상기의 과정을 거칠 수 있다. 이때, 엔진(10)을 다시 가동시킬 때는 이전의 엔진 가동시보다 엔진(10)을 오래 가동시킬 수 있다.To this end, for each of the forced regeneration of the first filter 71 performed during the driving period of the engine 10 , the natural regeneration performed before the point in time at which the n-th forced regeneration an of the first filter 71 was performed. and it is determined whether the sum of the number of times of forced regeneration performed by the second filter 72 is equal to or greater than a first reference number (S40 and S50). That is, the first forced regeneration (a1) of the first filter 71, the second forced regeneration (a2), ... … For each of the n times forced regeneration (an), it is determined whether the sum of the number of times of natural regeneration performed before the time when each forced regeneration is performed and the number of times of forced regeneration of the second filter 72 is equal to or greater than a first reference number ( S50, S70). In this case, the first reference number may be arbitrarily set in consideration of the characteristics of the exhaust system. The first forced regeneration (a1) of the first filter 71, the second forced regeneration (a2), ... … This determination is made for each of the n times forced regeneration (an), but the natural regeneration performed before the time point at which the forced regeneration of the last round of the first filter 71 is performed and the forced regeneration of the second filter 72 are performed. When the sum of the number of times is less than the first reference number of times (S60), the engine 10 is operated again to obtain a point in time at which the forced regeneration of the first filter 71, the forced regeneration of the second filter 72, and the natural regeneration are performed. After that, you can go through the above process again. At this time, when the engine 10 is operated again, the engine 10 may be operated longer than when the previous engine is operated.

또, 엔진(10)의 구동 기간 동안 수행된 제2 필터(72)의 강제 재생 각각에 대해, 제2 필터(72)의 m회차 강제 재생(bm)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제1 필터(71)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인지 여부를 판단한다(S40, S70, S80). 즉, 제2 필터(72)의 1회차 강제 재생(b1), 2회차 강제 재생(b2), …… m회차 강제 재생(bm) 각각에 대해 각 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제1 필터(71)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인지 여부를 판단한다. 이때, 제2 기준 횟수는 배기 시스템의 특성을 고려하여 임의로 설정될 수 있다. 제2 필터(72)의 1회차 강제 재생(b1), 2회차 강제 재생(b2), …… m회차 강제 재생(bm) 각각에 대해 이와 같은 판단을 하되, 제2 필터(72)의 마지막 회차의 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제1 필터(71)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 미만일 경우에는(S90) 다시 엔진(10)을 가동하여 제1 필터(71)의 강제 재생, 제2 필터(72)의 강제 재생 및 자연 재생이 수행되는 시점을 획득한 후 다시 상기의 과정을 거칠 수 있다. In addition, for each of the forced regeneration of the second filter 72 performed during the driving period of the engine 10 , the natural regeneration performed before the time point at which the m-th forced regeneration bm of the second filter 72 was performed and It is determined whether the sum of the number of times of forced regeneration performed by the first filter 71 is equal to or greater than a second reference number (S40, S70, and S80). That is, the first forced regeneration (b1) of the second filter 72, the second forced regeneration (b2), ... … For each of the m-th forced regeneration bm, it is determined whether the sum of the number of times of natural regeneration performed before the time when each forced regeneration is performed and the number of times of forced regeneration of the first filter 71 is equal to or greater than a second reference number. In this case, the second reference number may be arbitrarily set in consideration of the characteristics of the exhaust system. The first forced regeneration (b1) of the second filter 72, the second forced regeneration (b2), ... … The same determination is made for each of the m times forced regeneration bm, but the natural regeneration performed before the time point at which the force regeneration of the last round of the second filter 72 is performed and the forced regeneration of the first filter 71 are performed. If the sum of the number of times is less than the second reference number of times (S90), the engine 10 is started again to obtain a time point at which the forced regeneration of the first filter 71, the forced regeneration of the second filter 72, and the natural regeneration are performed. After that, you can go through the above process again.

제1 필터(71)의 n회차 강제 재생(an)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인 경우, 이후의 엔진(10) 구동시에는 제1 필터의 n회차 및 n회차 이후의 강제 재생(an, an+1, ……)을 수행하지 않도록 설정할 수 있다. 또한, 제2 필터(72)의 m회차 강제 재생(bm)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제1 필터(71)의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인 경우, 이후의 엔진(10) 구동시에는 제2 필터의 m회차 및 m회차 이후의 강제 재생(bm, bm+1, ……)을 수행하지 않을 수 있다. When the sum of the number of times the natural regeneration performed before the n-th forced regeneration an of the first filter 71 is performed and the number of times of the forced regeneration of the second filter 72 is equal to or greater than the first reference number, the engine after (10) It can be set not to perform forced regeneration (an, an+1, ...) after n times and n times of the first filter during driving. In addition, when the sum of the number of times the natural regeneration performed before the m-th forced regeneration bm of the second filter 72 is performed and the number of times of the forced regeneration of the first filter 71 is equal to or greater than the second reference number, after When the engine 10 is driven, the forced regeneration (bm, bm+1, ...) of the second filter may not be performed after m times and m times.

이에 대해 도 4를 참조하면, 소정 시간 동안 엔진(10)이 가동되는 동안 4회의 제1 필터(71)의 강제 재생(a1, a2, a3, a4), 2회의 제2 필터(72)의 강제 재생(b1, b2) 및 3회의 자연 재생(c1, c2, c3)이 수행되었고, 제1 기준 횟수는 3회, 제2 기준 횟수는 4회인 경우를 예로 들면, 제1 필터(71)의 1회차 강제 재생(a1)이 수행된 시점 이전에는 1회의 자연 재생(c1)이 수행되었고 제2 필터(72)의 강제 재생은 수행되지 않았으므로, 제1 필터(71)의 1회차 강제 재생(a1)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생의 수행 횟수의 합은 1회이며, 이는 제1 기준 횟수보다 작은 값이다. 따라서, 다음 회차인 제1 필터(71)의 2회차 강제 재생(a2)에 대해 다시 판단한다. Referring to FIG. 4 , while the engine 10 is operated for a predetermined time, the forced regeneration of the first filter 71 ( a1 , a2 , a3 , a4 ) of the first filter 71 four times and the forced regeneration of the second filter 72 twice For example, when regeneration (b1, b2) and natural regeneration (c1, c2, c3) are performed three times, the first reference number of times is 3 and the second reference number is 4 times, for example, 1 of the first filter 71 Since the natural regeneration c1 was performed once and the forced regeneration of the second filter 72 was not performed before the time point at which the second forced regeneration a1 was performed, the first forced regeneration a1 of the first filter 71 was performed. ), the sum of the number of times of natural regeneration performed before the time point and the number of times of forced regeneration of the second filter 72 is one time, which is smaller than the first reference number of times. Accordingly, the second time forced regeneration a2 of the first filter 71, which is the next cycle, is judged again.

제1 필터(71)의 2회차 강제 재생(a2)이 수행된 시점 이전에는 2회의 자연 재생(c1, c2)이 수행되었고 제2 필터(72)의 강제 재생은 수행되지 않았으므로, 제1 필터(71)의 2회차 강제 재생(a2)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생의 수행 횟수의 합은 2회이며, 이는 제1 기준 횟수보다 작은 값이다. 따라서, 다음 회차인 제1 필터(71)의 3회차 강제 재생(a2)에 대해 다시 판단한다.Before the time point at which the second forced regeneration a2 of the first filter 71 was performed, two natural regenerations c1 and c2 were performed and the forced regeneration of the second filter 72 was not performed, so the first filter The sum of the number of times of natural regeneration performed before the point in time at which the second forced regeneration a2 of (71) is performed and the number of times of forced regeneration of the second filter 72 is 2 times, which is a value smaller than the first reference number of times . Therefore, it is judged again for the third time forced regeneration (a2) of the first filter 71, which is the next cycle.

제1 필터(71)의 3회차 강제 재생(a3)이 수행된 시점 이전에는 2회의 자연 재생(c1, c2) 및 1회의 제2 필터(72)의 강제 재생(b2)이 수행되었다. 따라서, 제1 필터(71)의 3회차 강제 재생(a3)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생의 수행 횟수의 합은 3회이며, 이는 제1 기준 횟수 이상의 값이다. Before the time point at which the third forced regeneration a3 of the first filter 71 was performed, two natural regenerations c1 and c2 and one forced regeneration b2 of the second filter 72 were performed. Accordingly, the sum of the number of times the natural regeneration performed before the time point at which the third forced regeneration a3 of the first filter 71 is performed and the number of times of the forced regeneration of the second filter 72 is three times, which is the first criterion more than the number of times.

따라서, 이후의 엔진(10) 구동시에는 제1 필터(71)의 1회차 및 2회차 강제 재생(a1, a2)은 수행되지만, 3회차 강제 재생(a3) 및 3회차 이후의 강제 재생(a4)은 수행되지 않도록 설정될 수 있다. 제1 필터(71)의 1회차 및 2회차 강제 재생(a1, a2)이 수행된 시점 이전에는 자연 재생 및 제2 필터(72)에 대한 강제 재생이 수행되지 않았거나 충분한 횟수로 수행되지 않은 상태이기 때문에 해당 회차의 강제 재생(a1, a2)을 수행함으로써 제1 필터(71)의 손상이나 성능 저하를 방지할 수 있다. 반면, 제1 필터(71)의 3회차 강제 재생(a3)이 수행된 시점 이전에는 이미 충분한 횟수로 자연 재생 및 제2 필터(72)의 강제 재생이 이루어진 상태이기 때문에, 3회차 강제 재생(a3) 및 3회차 이후의 강제 재생(a4)을 수행하지 않음으로써 연료가 불필요하게 소모되는 것을 막을 수 있다.Therefore, when the engine 10 is driven thereafter, the first and second times forced regeneration (a1, a2) of the first filter 71 are performed, but the third forced regeneration (a3) and the third forced regeneration (a4) are performed thereafter. ) can be set not to be performed. A state in which natural regeneration and forced regeneration of the second filter 72 are not performed or not performed a sufficient number of times before the time point at which the first and second forced regenerations a1 and a2 of the first filter 71 are performed Therefore, by performing the forced regeneration (a1, a2) of the corresponding cycle, damage to the first filter 71 or deterioration in performance can be prevented. On the other hand, since the natural regeneration and the forced regeneration of the second filter 72 have already been performed a sufficient number of times before the time point at which the third forced regeneration a3 of the first filter 71 is performed, the third forced regeneration a3 ) and the forced regeneration (a4) after the third cycle is not performed, thereby preventing unnecessary fuel consumption.

제2 필터(72)의 강제 재생에 대해서 살펴보면, 제2 필터(72)의 1회차 강제 재생(b1)이 수행된 시점 이전에는 2회의 자연 재생(c1, c2) 및 2회의 제1 필터(71)의 강제 재생(a1, a2)이 수행되었다. 제2 필터(72)의 1회차 강제 재생(b1)이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 제1 필터(71)의 강제 재생의 수행 횟수의 합은 4회이며, 이는 제2 기준 횟수 이상의 값이다. 따라서, 이후의 엔진(10) 구동시에는 제2 필터(72)의 1회차 강제 재생(b1) 및 1회차 이후의 강제 재생(b2)은 수행되지 않도록 설정될 수 있다. Looking at the forced regeneration of the second filter 72 , before the time point at which the first forced regeneration b1 of the second filter 72 is performed, two natural regenerations c1 and c2 and two times of the first filter 71 are performed. ), forced regeneration (a1, a2) was performed. The sum of the number of times of natural regeneration performed before the time point at which the first forced regeneration b1 of the second filter 72 is performed and the number of times of the forced regeneration of the first filter 71 is 4 times, which is equal to or greater than the second reference number of times. is the value Accordingly, when the engine 10 is subsequently driven, the first forced regeneration b1 and the first forced regeneration b2 of the second filter 72 may not be performed.

이와 같이, 본 발명은 어느 하나의 필터에 대한 강제 재생 수행 여부를 결정할 때 자연 재생의 수행 횟수뿐만 아니라 다른 필터에 대한 강제 재생의 수행 횟수를 함께 고려함으로써, 해당 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 횟수를 줄일 수 있고, 이에 따라 강제 재생 수행에 따른 연료 소모를 줄일 수 있다.As described above, in the present invention, when determining whether to perform forced regeneration for any one filter, the number of times that forced regeneration is performed on a corresponding filter by considering not only the number of natural regeneration but also the number of forced regeneration for other filters can be reduced, and thus fuel consumption due to forced regeneration can be reduced.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications, changes and substitutions will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 엔진 20: 연료 분사 유닛
31, 32: 압력센서 41, 42: 온도센서
50: 차속센서 60: 제어부
71: 제1 필터 72: 제2 필터
80: 배기 라인10: engine 20: fuel injection unit
31, 32: pressure sensor 41, 42: temperature sensor
50: vehicle speed sensor 60: control unit
71: first filter 72: second filter
80: exhaust line

Claims (4)

제1 필터 및 제2 필터를 포함하는 배기 시스템에 있어서, 배기가스에 의해 배기가스 필터가 재생되는 자연 재생 및 배기가스 필터를 재생시키기 위해 추가적인 연료가 분사되는 강제 재생이 이루어지는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치로서,
연료를 분사하는 연료 분사 유닛; 및
강제 재생이 수행되도록 상기 연료 분사 유닛을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제1 필터의 n회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인 경우 상기 제1 필터의 상기 n회차 및 상기 n회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않고,
상기 제2 필터의 m회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인 경우 상기 제2 필터의 상기 m회차 및 상기 m회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 장치.In an exhaust system including a first filter and a second filter, the exhaust gas filter of a diesel engine is natural regeneration in which the exhaust gas filter is regenerated by exhaust gas and forced regeneration in which additional fuel is injected to regenerate the exhaust gas filter A playback device comprising:
a fuel injection unit that injects fuel; and
a control unit for controlling the fuel injection unit to perform forced regeneration;
The control unit is
When the sum of the number of times the natural regeneration performed before the n-time forced regeneration of the first filter and the forced regeneration of the second filter is equal to or greater than a first reference number of times, the n-th and the n times of the first filter Without performing forced playback after the round,
When the sum of the number of times the natural regeneration performed before the m-th forced regeneration of the second filter and the forced regeneration of the first filter is equal to or greater than the second reference number of times, the m-th and the m of the second filter Exhaust gas filter regeneration device for diesel engine that does not perform forced regeneration after cycle. 제1 필터 및 제2 필터를 포함하는 배기 시스템에 있어서, 배기가스에 의해 배기가스 필터가 재생되는 자연 재생 및 배기가스 필터를 재생시키기 위해 추가적인 연료가 분사되는 강제 재생이 이루어지는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법으로서,
상기 제1 필터 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생 조건을 설정하는 단계;
소정 시간 동안 엔진을 구동하여 자연 재생이 수행되는 시점, 상기 제1 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점을 획득하는 단계;
수행된 상기 제1 필터에 대한 강제 재생들에 대해, 상기 제1 필터의 n회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하는 단계;
수행된 상기 제2 필터에 대한 강제 재생들에 대해, 상기 제2 필터의 m회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 제1 필터의 n회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 이상인 경우 상기 제1 필터의 상기 n회차 및 상기 n회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않고, 상기 제2 필터의 m회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 이상인 경우 상기 제2 필터의 상기 m회차 및 상기 m회차 이후의 강제 재생을 수행하지 않도록 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생 조건을 재설정하는 단계를 포함하는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법.In an exhaust system including a first filter and a second filter, the exhaust gas filter of a diesel engine is natural regeneration in which the exhaust gas filter is regenerated by exhaust gas and forced regeneration in which additional fuel is injected to regenerate the exhaust gas filter A method of regeneration comprising:
setting forced regeneration conditions for the first filter and the second filter;
obtaining a time point at which natural regeneration is performed by driving an engine for a predetermined time, a time point at which forced regeneration is performed for the first filter, and a time point at which forced regeneration is performed for the second filter;
With respect to the performed forced regenerations for the first filter, the sum of the number of times of natural regeneration performed before the n times forced regeneration of the first filter is performed and the number of times of forced regeneration of the second filter Determining whether the number of times or more;
With respect to the performed forced regeneration of the second filter, the sum of the number of times of natural regeneration performed before the m-th forced regeneration of the second filter and the number of times of forced regeneration of the first filter is performed is the second criterion. Determining whether the number of times or more; and
When the sum of the number of times the natural regeneration performed before the n-time forced regeneration of the first filter and the forced regeneration of the second filter is equal to or greater than a first reference number of times, the n-th and the n times of the first filter If the sum of the number of times of natural regeneration performed before the m-th forced regeneration of the second filter and the forced regeneration of the first filter is greater than or equal to the second reference number of times, and resetting forced regeneration conditions for the first filter and the second filter so as not to perform the mth and mth times of forced regeneration of the second filter. 제2항에 있어서,
상기 제1 필터의 마지막 회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제2 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제1 기준 횟수 미만이거나, 상기 제2 필터의 마지막 회차 강제 재생이 수행된 시점 이전에 수행된 자연 재생 및 상기 제1 필터의 강제 재생의 수행 횟수의 합이 제2 기준 횟수 미만인 경우, 다시 소정 시간 동안 상기 엔진을 구동하여 자연 재생이 수행되는 시점, 상기 제1 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생이 수행되는 시점을 획득하는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법.3. The method of claim 2,
The sum of the number of times of natural regeneration performed before the time when the last forced regeneration of the first filter is performed and the number of times of forced regeneration of the second filter is less than the first reference number, or the last forced regeneration of the second filter is When the sum of the number of times of natural regeneration performed before the execution time and the number of times of forced regeneration of the first filter is less than the second reference number, the time point at which natural regeneration is performed by driving the engine for a predetermined time again, the first filter An exhaust gas filter regeneration method of a diesel engine for obtaining a time point at which forced regeneration is performed and a time point at which forced regeneration is performed for the second filter. 제2항에 있어서,
상기 제1 필터 및 상기 제2 필터에 대한 강제 재생 조건에는 차압 제어 조건은 포함되지 않는 디젤엔진의 배기가스 필터 재생 방법.3. The method of claim 2,
The exhaust gas filter regeneration method of a diesel engine does not include a differential pressure control condition in the forced regeneration conditions for the first filter and the second filter.
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