KR102395282B1 - Exhaust gas reduction apparatus and method for vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 차량용 매연 저감 장치에 관한 것으로서, 일단에 마련되는 필터 유입구와, 타단에 마련되는 필터 배출구를 구비하며, 엔진의 배기 가스에 포함된 수트를 제거 가능한 가솔린 입자상 물질 필터; 상기 필터 유입구와 연결되는 제1 배기 라인과, 상기 필터 배출구와 연결되는 제2 배기 라인을 구비하며, 상기 배기 가스를 외부로 안내하는 배기 라인; 미리 정해진 상기 제1 배기 라인의 제1 분기점으로부터 분기되어 미리 정해진 상기 제2 배기 라인의 제1 합류점과 합류되는 제1 바이패스 라인; 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 미리 정해진 정 방향을 따라 상기 필터 유입구, 상기 필터 배출구 순으로 통과하거나 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 미리 정해진 역 방향을 따라 상기 필터 배출구, 상기 필터 유입구 순으로 통과하도록 상기 배기 라인과 상기 제1 바이패스 라인을 선택적으로 개폐 가능한 밸브 유닛; 및 상기 밸브 유닛의 구동을 제어 가능한 제어 유닛을 포함한다.The present invention relates to a soot reduction device for a vehicle, comprising: a gasoline particulate matter filter having a filter inlet provided at one end and a filter outlet provided at the other end, capable of removing soot contained in exhaust gas of an engine; an exhaust line having a first exhaust line connected to the filter inlet and a second exhaust line connected to the filter outlet, the exhaust line guiding the exhaust gas to the outside; a first bypass line branching from a first junction of the first exhaust line and joining a first junction of the second exhaust line; The exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in a predetermined forward direction in the order of the filter inlet and the filter outlet, or the exhaust gas passes the gasoline particulate filter along a predetermined reverse direction to the filter outlet, the filter inlet a valve unit capable of selectively opening and closing the exhaust line and the first bypass line to pass through in order; and a control unit capable of controlling the operation of the valve unit.

Description

차량용 매연 저감 장치 및 방법{EXHAUST GAS REDUCTION APPARATUS AND METHOD FOR VEHICLES}EXHAUST GAS REDUCTION APPARATUS AND METHOD FOR VEHICLES

본 발명은 차량용 매연 저감 장치 및 방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an apparatus and method for reducing soot for a vehicle.

가솔린 직분사(GDI: gasoline direct injection) 엔진은, 실린더 내로 공기를 유입시키고 실린더 안으로 연료를 직접 분사하는 엔진을 말한다. 이러한 가솔린 직분사 엔진은, 연소실 내의 불완전 연소 구간의 증가로 인해 디젤 엔진과 같이 일정량의 입자상 물질(PM)이 배기가스와 함께 배출된다.A gasoline direct injection (GDI) engine refers to an engine that introduces air into a cylinder and injects fuel directly into the cylinder. In such a gasoline direct injection engine, a certain amount of particulate matter (PM) is discharged together with exhaust gas like a diesel engine due to an increase in an incomplete combustion section in a combustion chamber.

입자상 물질을 저감하기 위하여, 가솔린 직분사 엔진이 적용된 차량에는 가솔린 입자상 물질 필터(gasoline particulate filter, 이하 'GPF'라고 함)가 장착된다. GPF에서는 입자상 물질에 포함된 수트(soot)가 연소되어 에쉬(ash)가 발생하며, 이러한 에쉬는 배기 가스가 유입되는 GPF의 유입구 부근에 주로 퇴적된다. 따라서, 종래의 GPF는, 에쉬로 인해 배기 가스의 배압을 증가시키고 엔진의 출력을 저하시키는 문제점이 있다.In order to reduce particulate matter, a gasoline particulate filter (hereinafter referred to as 'GPF') is installed in a vehicle to which a gasoline direct injection engine is applied. In the GPF, soot included in the particulate matter is burned to generate ash, and the ash is mainly deposited near the inlet of the GPF through which the exhaust gas flows. Therefore, the conventional GPF has a problem of increasing the back pressure of the exhaust gas and lowering the output of the engine due to the ash.

한편, 전술한 에쉬의 퇴적으로 인한 문제점을 해소하기 위하여 GPF의 용적을 증대하여 사용하였다. 따라서, 종래의 GPF는 용적의 증대로 인한 제조 원가가 상승된다는 문제점이 있다.On the other hand, in order to solve the problem caused by the above-mentioned deposition of ash, the volume of the GPF was increased and used. Therefore, the conventional GPF has a problem in that the manufacturing cost increases due to the increase in volume.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 가솔린 입자상 물질 필터에 퇴적된 에쉬를 제거할 수 있도록 구조를 개선한 차량용 매연 저감 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing exhaust gas for vehicles having an improved structure so as to remove ash deposited on a gasoline particulate matter filter in order to solve the above problems.

나아가, 본 발명은, 가솔린 입자상 물질 필터의 용적을 줄일 수 있도록 구조를 개선한 차량용 매연 저감 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Further, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for reducing soot for a vehicle having an improved structure so as to reduce the volume of a gasoline particulate matter filter.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 차량용 매연 저감 장치는, 일단에 마련되는 필터 유입구와, 타단에 마련되는 필터 배출구를 구비하며, 엔진의 배기 가스에 포함된 수트를 제거 가능한 가솔린 입자상 물질 필터; 상기 필터 유입구와 연결되는 제1 배기 라인과, 상기 필터 배출구와 연결되는 제2 배기 라인을 구비하며, 상기 배기 가스를 외부로 안내하는 배기 라인; 미리 정해진 상기 제1 배기 라인의 제1 분기점으로부터 분기되어 미리 정해진 상기 제2 배기 라인의 제1 합류점과 합류되는 제1 바이패스 라인; 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 미리 정해진 정 방향을 따라 상기 필터 유입구, 상기 필터 배출구 순으로 통과하거나 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 미리 정해진 역 방향을 따라 상기 필터 배출구, 상기 필터 유입구 순으로 통과하도록 상기 배기 라인과 상기 제1 바이패스 라인을 선택적으로 개폐 가능한 밸브 유닛; 및 상기 밸브 유닛의 구동을 제어 가능한 제어 유닛을 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention for solving the above-described problems, there is provided an apparatus for reducing soot for a vehicle, including a filter inlet provided at one end and a filter outlet provided at the other end, and gasoline capable of removing soot contained in exhaust gas of an engine particulate matter filter; an exhaust line having a first exhaust line connected to the filter inlet and a second exhaust line connected to the filter outlet, the exhaust line guiding the exhaust gas to the outside; a first bypass line branching from a first junction of the first exhaust line and joining a first junction of the second exhaust line; The exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in a predetermined forward direction in the order of the filter inlet and the filter outlet, or the exhaust gas passes the gasoline particulate filter along a predetermined reverse direction to the filter outlet, the filter inlet a valve unit capable of selectively opening and closing the exhaust line and the first bypass line to pass through in order; and a control unit capable of controlling the operation of the valve unit.

바람직하게, 상기 밸브 유닛은, 상기 제1 분기점에서 설치되며 상기 제1 분기점에 도달한 배기 가스를 제1 바이패스 라인 또는 상기 필터 유입구로 선택적으로 안내 가능한 제1 밸브를 구비한다.Preferably, the valve unit includes a first valve installed at the first branch point and capable of selectively guiding the exhaust gas reaching the first branch point to a first bypass line or the filter inlet.

바람직하게, 상기 제1 밸브는, 상기 제1 분기점과 상기 필터 유입구 사이를 개방함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 폐쇄하거나 상기 제1 분기점과 상기 필터 유입구 사이를 폐쇄함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 개방 가능하게 마련된다.Preferably, the first valve opens between the first branch point and the filter inlet and closes the first bypass line or closes between the first branch point and the filter inlet and simultaneously closes the first bypass line It is provided so that the pass line can be opened.

바람직하게, 상기 밸브 유닛은, 상기 제1 합류점에 설치되며 상기 제1 합류점에 도달한 배기 가스를 상기 필터 배출구 또는 외부로 선택적으로 안내 가능한 제2 밸브를 더 구비한다.Preferably, the valve unit further includes a second valve installed at the first junction and selectively guiding the exhaust gas reaching the first junction to the filter outlet or to the outside.

바람직하게, 상기 제2 밸브는 상기 제1 합류점과 외부 사이를 개방함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 폐쇄하거나 상기 제1 합류점과 외부 사이를 폐쇄함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 개방 가능하게 마련된다.Preferably, the second valve is capable of closing the first bypass line while opening between the first junction and the outside or opening the first bypass line while closing between the first junction and the outside arranged to do

바람직하게, 상기 제1 분기점과 상기 필터 유입구 사이에 위치하는 상기 제1 배기 라인의 제2 분기점에서 분기되어 상기 제1 합류점에 비해 상기 필터 배출구에서 멀리 위치하는 상기 제2 배기 라인의 제2 합류점에서 합류되는 제2 바이패스 라인을 더 포함한다.Preferably, at a second junction of the second exhaust line that is branched from a second junction of the first exhaust line located between the first junction and the filter inlet and that is located farther from the filter outlet than the first junction and a second bypass line to be joined.

바람직하게, 상기 밸브 유닛은, 상기 제2 바이패스 라인에 설치되며 상기 제2 분기점에 도달한 배기 가스를 상기 필터 유입구 또는 상기 제2 바이패스 라인에 선택적으로 안내 가능한 제3 밸브를 더 구비한다.Preferably, the valve unit further includes a third valve installed in the second bypass line and capable of selectively guiding the exhaust gas reaching the second branch point to the filter inlet or the second bypass line.

바람직하게, 상기 제3 밸브는 상기 제2 바이패스 라인을 개폐 가능하게 마련된다.Preferably, the third valve is provided to open and close the second bypass line.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 가솔린 입자상 물질 필터가 미리 정해진 정상 상태인 경우에, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 정 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어하고, 상기 제어 유닛은, 상기 가솔린 입자상 물질 필터가 미리 정해진 이상 상태인 경우에, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 역 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어한다.Preferably, the control unit controls the valve unit so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the forward direction when the gasoline particulate matter filter is in a predetermined steady state, the control unit comprising: When the gasoline particulate matter filter is in a predetermined abnormal state, the valve unit is controlled so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the reverse direction.

바람직하게, 상기 정상 상태는, 애쉬가 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 미리 정해진 기준 퇴적량 미만만큼 퇴적된 경우이고, 상기 이상 상태는, 상기 애쉬가 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 상기 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 경우이다.Preferably, the steady state is a case in which ash is deposited in the gasoline particulate matter filter by less than a predetermined reference deposition amount, and the abnormal state is that the ash is deposited in the gasoline particulate matter filter by more than the reference deposition amount is the case

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 차량이 상기 이상 상태인 경우에, 상기 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시킨 후 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 역 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어한다.Preferably, the control unit is configured such that, when the vehicle is in the abnormal state, the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the reverse direction after forcibly depositing the soot in the gasoline particulate matter filter in the reverse direction. to control

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 엔진 회전수를 미리 정해진 기준 회전수 이하로 조절하여 상기 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시킨다.Preferably, the control unit adjusts the engine speed to a predetermined reference speed or less to forcibly deposit the soot on the gasoline particulate matter filter.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 공연비를 미리 정해진 기준 공연비 이상으로 조절하여 상기 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시킨다.Preferably, the control unit adjusts the air-fuel ratio to be greater than or equal to a predetermined reference air-fuel ratio to forcibly deposit the soot on the gasoline particulate matter filter.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 차량이 상기 이상 상태인 경우에, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 역 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어한 후, 상기 수트가 연소되도록 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 강제 재생한다.Preferably, the control unit controls the valve unit so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the reverse direction when the vehicle is in the abnormal condition, and then controls the gasoline particulate matter filter so that the soot is burned. Forced regeneration of the material filter.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 매연 저감 방법은, (a) 에쉬가 가솔린 입자상 물질 필터에 미리 정해진 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적되었는지 판단하는 단계; (b) 상기 에쉬가 상기 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 경우에, 배기 가스가 가솔린 입자상 물질 필터를 역 방향으로 통과하도록 배기 가스의 유동 방향을 전환하는 단계; 및 (c) 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 강제 재생하여 상기 에쉬를 제거하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention for solving the above problems, there is provided a method for reducing vehicular soot, comprising the steps of: (a) determining whether ash is deposited by a predetermined reference deposition amount or more in a gasoline particulate matter filter; (b) when the ash is deposited by the reference deposition amount or more, switching the flow direction of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through a gasoline particulate matter filter in a reverse direction; and (c) removing the ash by forcibly regenerating the gasoline particulate matter filter.

바람직하게, (d) 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에 수행하며, 상기 에쉬가 상기 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 경우에, 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시키는 단계를 더 포함한다.Preferably, (d) performing between the steps (a) and (b), and when the ash is deposited by more than the reference deposition amount, forcibly depositing soot on the gasoline particulate matter filter, further comprising: include

바람직하게, 상기 (d) 단계는, 엔진 회전수를 미리 정해진 기준 회전수 미만으로 조절함과 동시에 공연비를 미리 정해진 기준 공연비 이상으로 조절하여 수행한다.Preferably, the step (d) is performed by adjusting the engine speed to be less than the predetermined reference speed and at the same time adjusting the air-fuel ratio to be greater than or equal to the predetermined reference air fuel ratio.

바람직하게, 상기 (b) 단계는, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 필터 배출구, 필터 유입구 순으로 통과하도록 상기 배기 가스의 유동 경로를 조절하여 수행한다.Preferably, the step (b) is performed by adjusting the flow path of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the order of a filter outlet and a filter inlet.

바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 (d) 단계에서 강제 퇴적된 수트가 연소되도록 상기 배기 가스의 온도를 조절하여 수행한다.Preferably, step (c) is performed by adjusting the temperature of the exhaust gas so that the soot that is forcibly deposited in step (d) is burned.

본 발명에 따른 차량용 매연 저감 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The exhaust gas reduction apparatus and method for a vehicle according to the present invention have the following effects.

첫째, 본 발명은, GPF에 퇴적된 에쉬를 용이하게 제거하여, 에쉬로 인해 배기 가스의 배압이 증가되고 엔진의 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.First, according to the present invention, it is possible to easily remove the ash deposited in the GPF, thereby preventing an increase in exhaust gas back pressure and a decrease in engine output due to the ash.

둘째, 본 발명은, GPF의 용적을 줄여 제조 원가를 절감할 수 있다.Second, the present invention can reduce the manufacturing cost by reducing the volume of the GPF.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 매연 저감 장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 매연 저감 장치에 있어서, GPF에 퇴적된 에쉬를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 차량용 매연 저감 장치를 이용한 차량용 매연 저감 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a view for explaining a schematic configuration of an apparatus for reducing smoke for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a view for explaining a method of removing ash deposited on a GPF in the exhaust gas reduction device for a vehicle shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of reducing exhaust for a vehicle using the apparatus for reducing exhaust for a vehicle illustrated in FIG. 1 .

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical idea of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or a specific part constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Therefore, the size of each component does not fully reflect the actual size. If it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such description will be omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 매연 저감 장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a schematic configuration of an apparatus for reducing exhaust gas for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 매연 저감 장치(이하, '차량용 매연 저감 장치(1)'라고 함)는, 배기 가스(E)가 통과하는 배기 라인(10)과, 가솔린 입자상 물질 필터(이하, 'GPF(20)'라고 함)와, 제1 바이패스 라인(30)과, 제2 바이패스 라인(40), 밸브 유닛(50)과, 제어 유닛(60) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the exhaust gas reduction device for a vehicle (hereinafter referred to as 'vehicle smoke reduction device 1') according to a preferred embodiment of the present invention includes an exhaust line 10 through which exhaust gas E passes; Gasoline particulate matter filter (hereinafter referred to as 'GPF (20)'), a first bypass line 30, a second bypass line 40, a valve unit 50, a control unit 60, etc. may include

먼저, 배기 라인(10)은, GDI 엔진에서 배출된 배기 가스(E)를 외부로 안내하도록 마련된다. 이러한 배기 라인(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, GPF(20)의 필터 유입구(22)와 연결되는 제1 배기 라인(11)과, GPF(20)의 필터 배출구(24)와 연결되는 제2 배기 라인(12)을 구비할 수 있다.First, the exhaust line 10 is provided to guide the exhaust gas E discharged from the GDI engine to the outside. As shown in FIG. 1 , the exhaust line 10 is connected to the first exhaust line 11 connected to the filter inlet 22 of the GPF 20 and the filter outlet 24 of the GPF 20 . A second exhaust line 12 may be provided.

다음으로, GPF(20)는 연소 반응을 통해 배기 가스(E)에 포함된 수트를 제거 가능한 일반적인 GPF(와 동일한 구조를 갖는다. 이러한 GPF(20)는 일단에 마련되며 제1 배기 라인(11)과 연결되는 필터 유입구(22)와, 상기 일단과 반대되는 타단에 마련되며 제2 배기 라인(12)과 연결되는 필터 배출구(24)를 구비할 수 있다.Next, the GPF 20 has the same structure as a general GPF capable of removing soot included in the exhaust gas E through a combustion reaction. This GPF 20 is provided at one end and the first exhaust line 11 . It may include a filter inlet 22 connected to and a filter outlet 24 provided at the other end opposite to the one end and connected to the second exhaust line 12 .

다음으로, 제1 바이패스 라인(30)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 제1 배기 라인(11)의 제1 분기점(13)으로부터 분기되어 미리 정해진 제2 배기 라인(12)의 제1 합류점(14)과 합류되도록 마련된다.Next, as shown in FIG. 1 , the first bypass line 30 is branched from the first branch point 13 of the first exhaust line 11 and is connected to the second exhaust line 12 . It is provided to join the first junction 14 .

다음으로, 제2 바이패스 라인(40)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 분기점(13)과 필터 유입구(22) 사이에 위치하는 제1 배기 라인(11)의 제2 분기점(15)에서 분기되어 제1 합류점(14)에 비해 필터 배출구(24)에서 멀리 위치하는 제2 배기 라인(12)의 제2 합류점(16)과 합류되도록 마련된다.Next, the second bypass line 40 is, as shown in FIG. 1 , the second branch point 15 of the first exhaust line 11 positioned between the first branch point 13 and the filter inlet 22 . ) and is provided to merge with the second junction 16 of the second exhaust line 12 that is located farther from the filter outlet 24 than the first junction 14 .

다음으로, 밸브 유닛(50)은, 배기 가스(E)가 미리 정해진 정 방향 또는 역 방향으로 GPF(20)를 통과하도록 배기 가스(E)의 유로를 조절 가능하게 마련된다. 여기서, 정 방향이란, 도 1에 도시된 바와 같이, 배기 가스(E)가 필터 유입구(22), 필터 배출구(24) 순으로 GPF(20)를 통과하는 방향을 말한다. 또한, 역 방향이란, 도 2에 도시된 바와 같이, 배기 가스(E)가 필터 배출구(24), 필터 유입구(22) 순으로 GPF(20)를 통과하는 방향을 말한다. 이러한 밸브 유닛(50)의 구성을 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 밸브 유닛(50)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 밸브(52)와, 제2 밸브(54)와, 제3 밸브(56a, 56b) 등을 구비할 수 있다.Next, the valve unit 50 is provided to adjust the flow path of the exhaust gas E so that the exhaust gas E passes through the GPF 20 in a predetermined forward or reverse direction. Here, the forward direction refers to a direction in which the exhaust gas E passes through the GPF 20 in the order of the filter inlet 22 and the filter outlet 24 as shown in FIG. 1 . In addition, the reverse direction refers to a direction in which the exhaust gas E passes through the GPF 20 in the order of the filter outlet 24 and the filter inlet 22 , as shown in FIG. 2 . The configuration of the valve unit 50 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1 , the valve unit 50 may include a first valve 52 , a second valve 54 , and third valves 56a and 56b .

제1 밸브(52)는, 제1 배기 라인(11)의 제1 분기점(13)에 설치되며, 제1 분기점(13)에 도달한 배기 가스(E)를 필터 유입구(22) 또는 제1 바이패스 라인(30)으로 선택적으로 안내 가능하게 마련된다.The first valve 52 is installed at the first branch point 13 of the first exhaust line 11 , and exhausts the exhaust gas E that has reached the first branch point 13 into the filter inlet 22 or the first via. It is provided so as to be selectively guided to the pass line 30 .

예를 들어, 제1 밸브(52)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 분기점(13)과 필터 유입구(22) 사이를 개방하고 제1 바이패스 라인(30)의 유입구(32)를 폐쇄할 수 있다. 그러면, 엔진에서 배출되어 제1 분기점(13)에 도달한 배기 가스(E)는 필터 유입구(22)로 안내되어 GPF(20)를 정 방향으로 통과할 수 있다.For example, the first valve 52 opens between the first junction 13 and the filter inlet 22 and closes the inlet 32 of the first bypass line 30 as shown in FIG. 1 . can be closed Then, the exhaust gas E discharged from the engine and reaching the first branch point 13 may be guided to the filter inlet 22 and pass through the GPF 20 in the forward direction.

제1 밸브(52)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 분기점(13)과 필터 유입구(22) 사이를 폐쇄하고 제1 바이패스 라인(30)의 유입구(32)를 개방할 수 있다. 그러면, 엔진에서 배출되어 제1 분기점(13)에 도달한 배기 가스(E)는 제1 바이패스 라인(30)으로 안내되어 제1 바이패스 라인(30)을 통과할 수 있다.The first valve 52 may close between the first junction 13 and the filter inlet 22 and open the inlet 32 of the first bypass line 30 , as shown in FIG. 2 . . Then, the exhaust gas E discharged from the engine and reaching the first branch point 13 may be guided to the first bypass line 30 to pass through the first bypass line 30 .

제2 밸브(54)는, 제2 배기 라인(12)의 제2 분기점(15)에 설치되며, 제1 합류점(14)에 도달한 배기 가스(E)를 필터 배출구(24) 또는 외부로 선택적으로 안내 가능하게 마련된다.The second valve 54 is installed at the second branch point 15 of the second exhaust line 12 , and selectively filters the exhaust gas E reaching the first junction point 14 to the filter outlet 24 or to the outside. provided for guidance.

제2 밸브(54)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 합류점(14)과 외부 사이를 개방하고 제1 바이패스 라인(30)의 배출구(34)를 폐쇄할 수 있다. 그러면, 필터 배출구(24)를 통과하여 제2 분기점(15)에 도달한 배기 가스(E) 즉, GPF(20)를 정 방향으로 통과하여 제2 분기점(15)에 도달한 배기 가스(E)는 제2 배기 라인(12)에 의해 외부로 안내될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the second valve 54 may open between the first junction 14 and the outside and close the outlet 34 of the first bypass line 30 . Then, the exhaust gas (E) passing through the filter outlet 24 and reaching the second branch point (15), that is, the exhaust gas (E) passing through the GPF (20) in the forward direction and reaching the second branch point (15) may be guided to the outside by the second exhaust line 12 .

제2 밸브(54)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 합류점(14)과 외부 사이를 폐쇄하고 제1 바이패스 라인(30)의 배출구(34)를 개방할 수 있다. 그러면, 제1 바이패스 라인(30)을 통과하여 제1 합류점(14)에 도달한 배기 가스(E)는 필터 배출구(24)로 안내되어 GPF(20)를 역 방향으로 통과할 수 있다As shown in FIG. 2 , the second valve 54 may close the first junction 14 and the outside and open the outlet 34 of the first bypass line 30 . Then, the exhaust gas E passing through the first bypass line 30 and reaching the first junction 14 may be guided to the filter outlet 24 to pass through the GPF 20 in the reverse direction.

제3 밸브(56a, 56b)는, 제2 바이패스 라인(40)에 설치되며 제2 바이패스 라인(40)을 선택적으로 개폐할 수 있다. 제3 밸브(56a, 56b)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍이 마련되어 제2 바이패스 라인(40)의 유입구(42)와 배출구(44)에 각각 하나씩 설치될 수 있다.The third valves 56a and 56b are installed on the second bypass line 40 and may selectively open and close the second bypass line 40 . As shown in FIG. 1 , a pair of third valves 56a and 56b may be provided and installed one at the inlet 42 and the outlet 44 of the second bypass line 40 .

제3 밸브(56a, 56b)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 바이패스 라인(40)의 유입구(42)와 배출구(44)를 각각 폐쇄할 수 있다. 그러면, 제2 분기점(15)에 도달하거나 제2 합류점(16)에 도달한 배기 가스(E)는 제2 바이패스 라인(40)으로 유입되지 않고 배기 라인(10)을 따라 계속 진행할 수 있다.The third valves 56a and 56b may close the inlet 42 and the outlet 44 of the second bypass line 40, respectively, as shown in FIG. 1 . Then, the exhaust gas E reaching the second junction 15 or the second junction 16 may continue along the exhaust line 10 without flowing into the second bypass line 40 .

제3 밸브(56a, 56b)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 바이패스 라인(40)의 유입구(42)와 배출구(44)를 각각 개방할 수 있다. 그러면, 필터 유입구(22)를 통과하여 제2 분기점(15)에 도달한 배기 가스(E) 즉, GPF(20)를 역 방향으로 통과한 배기 가스(E)는 제2 바이패스 라인(40)으로 안내되어 제2 바이패스 라인(40)을 통과할 수 있다. 이처럼 제2 바이패스 라인(40)을 통과한 배기 가스(E)는 제2 배기 라인(12)에 의해 외부로 안내될 수 있다.The third valves 56a and 56b may open the inlet 42 and the outlet 44 of the second bypass line 40, respectively, as shown in FIG. 2 . Then, the exhaust gas E that has passed through the filter inlet 22 and has reached the second branch point 15, that is, the exhaust gas E that has passed through the GPF 20 in the reverse direction is the second bypass line 40 . may be guided to pass through the second bypass line 40 . As such, the exhaust gas E passing through the second bypass line 40 may be guided to the outside by the second exhaust line 12 .

한편, 제3 밸브(56a, 56b)는, 한 쌍이 마련되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제3 밸브(56a, 56b)는, 하나만 마련되어, 제2 바이패스 라인(40) 상의 특정 지점을 개폐 가능하도록 제2 바이패스 라인(40)에 설치될 수도 있다.Meanwhile, although it has been described that a pair of the third valves 56a and 56b is provided, the present invention is not limited thereto. That is, only one of the third valves 56a and 56b may be provided and installed in the second bypass line 40 to open and close a specific point on the second bypass line 40 .

다음으로, 제어 유닛(60)은 차량의 전반적인 구동을 제어할 수 있다.Next, the control unit 60 may control the overall driving of the vehicle.

이러한 제어 유닛(60)은, GPF(20)가 미리 정해진 정상 상태인 경우에는 GPF(20)에서 통상적인 배기 가스 여과 작업이 실시되도록 차량의 구동을 제어하고, GPF(20)가 미리 정해진 이상 상태인 경우에는 GPF(20)에서 애쉬의 강제 제거 작업이 실시되도록 차량의 구동을 제어할 수 있다. 여기서, 정상 상태는 에쉬가 GPF(20)에 미리 정해진 기준 퇴적량 미만만큼 퇴적된 상태를 말하고, 이상 상태는 에쉬가 GPF(20)에 미리 정해진 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 상태를 말한다.The control unit 60 controls the driving of the vehicle so that a normal exhaust gas filtration operation is performed in the GPF 20 when the GPF 20 is in a predetermined normal state, and the GPF 20 is in a predetermined abnormal state. In the case of , the driving of the vehicle may be controlled so that the GPF 20 forcibly removes the ash. Here, the normal state refers to a state in which Ash is deposited in the GPF 20 by less than a predetermined reference deposition amount, and the abnormal state refers to a state in which Ash is deposited in the GPF 20 by a predetermined reference deposition amount or more.

GPF(20)가 정상 상태인지와 이상 상태인지 여부를 판단하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어 유닛(60)은 차량이 미리 정해진 기준 주행 거리를 주행할 때마다 차량이 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 즉, 에쉬의 퇴적량은 차량의 주행 거리에 비례하므로, 차량의 주행 거리를 기준으로 에쉬의 강제 제거 시기를 결정하는 것이다.A method of determining whether the GPF 20 is in a normal state or an abnormal state is not particularly limited. For example, the control unit 60 may determine that the vehicle is in an abnormal state whenever the vehicle travels a predetermined reference mileage. That is, since the deposition amount of the Ash is proportional to the driving distance of the vehicle, the time for forcible removal of the Ash is determined based on the driving distance of the vehicle.

이하에서는, 도 1을 참조하여, GPF(20)에서 통상적인 배기 가스(E) 여과 작업이 실시되도록 차량의 구동을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1 , a method of controlling the driving of a vehicle to perform a typical exhaust gas (E) filtering operation in the GPF 20 will be described.

제어 유닛(60)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 배기 가스(E)가 GPF(20)를 정 방향으로 통과하도록 밸브 유닛(50)의 구동을 제어한다. 그러면, 엔진에서 배출된 배기 가스(E)는 GPF(20)를 정 방향으로 통과하면서 통상적으로 방식으로 여과될 수 있다.The control unit 60 controls the driving of the valve unit 50 so that the exhaust gas E passes through the GPF 20 in the forward direction, as shown in FIG. 1 . Then, the exhaust gas E discharged from the engine can be filtered in a conventional manner while passing through the GPF 20 in the forward direction.

이하에서는, 도 2를 참조하며, GPF(20)에서 에쉬의 제거 작업이 실시되도록 차량의 구동을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2 , a method of controlling the driving of the vehicle so that the ash removal operation is performed in the GPF 20 will be described.

먼저, 제어 유닛(60)은, 수트를 GPF(20)에 미리 정해진 기준 퇴적량 이상 강제적으로 퇴적시킨다. 예를 들어, 제어 유닛(60)은 엔진 회전수를 미리 정해진 기준 회전수 미만으로 조절할 수 있다. 여기서, 기준 회전수는 배기 가스(E)의 온도가 수트의 연소 온도가 되는 엔진 회전수를 말한다. 따라서, 엔진 회전수를 기준 회준수 미만으로 조절하면, 수트는 배기 가스(E)에 의해 연소되지 못하고 GPF(20)에 퇴적된다. 예를 들어, 제어 유닛(60)은 공연비를 미리 정해진 기준 공연비 미만으로 조절할 수 있다. 여기서, 기준 공연비는 연료의 불완전 연소로 인해 다량의 수트가 발생하는 공연비를 말한다. 따라서, 공연비를 기준 공연비 이상으로 조절하면, 수트는 배기 가스(E)에 의해 원활하게 연소되지 못하고 GPF(20)에 퇴적된다.First, the control unit 60 forcibly deposits the suit in the GPF 20 more than a predetermined reference deposition amount. For example, the control unit 60 may adjust the engine speed to be less than a predetermined reference speed. Here, the reference rotation speed refers to the engine rotation speed at which the temperature of the exhaust gas E becomes the combustion temperature of the soot. Accordingly, when the engine rotation speed is adjusted to be less than the reference rotation speed, the soot is not combusted by the exhaust gas E and is deposited in the GPF 20 . For example, the control unit 60 may adjust the air-fuel ratio to be less than a predetermined reference air-fuel ratio. Here, the reference air-fuel ratio refers to an air-fuel ratio in which a large amount of soot is generated due to incomplete combustion of fuel. Therefore, if the air-fuel ratio is adjusted to be higher than the reference air-fuel ratio, the soot is not smoothly combusted by the exhaust gas E and is deposited in the GPF 20 .

다음으로, 제어 유닛(60)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 배기 가스(E)가 GPF(20)를 역 방향으로 통과하도록 밸브 유닛(50)의 구동을 제어할 수 있다. 구체적으로 제어 유닛(60)은, 제1 분기점(13)과 필터 유입구(22) 사이가 폐쇄됨과 동시에 제1 바이패스 라인(30)의 유입구(32)가 개방되도록 제1 밸브(52)의 구동을 제어하고, 제2 분기점(15)과 외부 사이가 폐쇄됨과 동시에 제1 바이패스 라인(30)의 배출구(34)가 개방되도록 제2 밸브(54)의 구동을 제어하고, 제2 바이패스 라인(40)의 유입구(42)와 배출구(44)가 개방되도록 제3 밸브(56a, 56b)의 구동을 제어할 수 있다.Next, as shown in FIG. 2 , the control unit 60 may control the operation of the valve unit 50 so that the exhaust gas E passes through the GPF 20 in a reverse direction. Specifically, the control unit 60 drives the first valve 52 so that the inlet 32 of the first bypass line 30 is opened while the first branch 13 and the filter inlet 22 are closed. and control the driving of the second valve 54 so that the outlet 34 of the first bypass line 30 is opened at the same time that the second branch 15 and the outside are closed, and the second bypass line The driving of the third valves 56a and 56b may be controlled so that the inlet 42 and the outlet 44 of the 40 are opened.

이후에, 제어 유닛(60)은, GPF(20)에 강제 퇴적된 수트가 연소되도록 GPF(20)를 강제 재생할 수 있다. GPF(20)의 강제 재생 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어 유닛(60)은, 배기 가스(E)의 온도가 수트의 연소 온도 이상으로 상승되도록 엔진 회전수를 상기 기준 회전수 이상으로 조절할 수 있다.Thereafter, the control unit 60 may forcibly regenerate the GPF 20 so that the soot forcibly deposited in the GPF 20 is burned. The forced regeneration method of the GPF 20 is not particularly limited. For example, the control unit 60 may adjust the engine rotation speed to be equal to or greater than the reference rotation speed so that the temperature of the exhaust gas E rises above the combustion temperature of the soot.

일반적으로 에쉬는 GPF의 필터 유입구 부근에 주로 퇴적된다. 그런데, 종래의 차량용 매연 저감 장치는, 배기 가스를 GPF에 항상 정 방향으로만 통과시킬 수 있다. 이로 인해, 에쉬를 퇴적 위치에서 털어 내더라도 에쉬는 필터 유입구로부터 멀리 이격된 필터 배출구까지 진행하지 못하고 GPF 내부에 다시 퇴적된다. 따라서, 종래의 차량용 매연 저감 장치는 GPF으로부터 에쉬를 제거하기가 어렵다.In general, ash is mainly deposited near the filter inlet of the GPF. However, the conventional exhaust gas reduction device for vehicles can always pass exhaust gas through the GPF only in the forward direction. For this reason, even if the ashes are shaken off from the deposition position, the ashes do not progress from the filter inlet to the filter outlet spaced apart from the filter outlet and are deposited again in the GPF. Therefore, it is difficult to remove the ash from the GPF in the conventional apparatus for reducing exhaust gas for vehicles.

이에 반해, 차량용 매연 저감 장치(1)는, 배기 가스(E)를 GPF(20)에 역 방향으로 통과시킬 수 있다. 이에 더불어, 차량용 매연 저감 장치(1)는, 다량의 수트를 GPF(20)에 강제 퇴적 시킨 상태에서 GPF(20)를 강제 재생하므로, 수트의 연소 시에 고압 및 고온이 발생한다. 이러한 차량용 매연 저감 장치(1)는, 배기 가스(E)의 압력 및 온도와 수트의 연소 시에 발생하는 고압 및 고온을 함께 이용해 에쉬를 퇴적 위치에서 강하게 털어 낼 수 있고, 이처럼 털어낸 에쉬를 퇴적 위치에서 근접하게 위치한 필터 유입구(22)를 통해 GPF(20)의 외부로 용이하게 배출시킬 수 있다. 따라서, 차량용 매연 저감 장치(1)는, 에쉬로 인해 배기 가스(E)의 배압이 증가되고 엔진의 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, in the exhaust gas reduction device 1 for a vehicle, the exhaust gas E can pass through the GPF 20 in a reverse direction. In addition to this, since the exhaust gas reduction device 1 for a vehicle forcibly regenerates the GPF 20 in a state where a large amount of soot is forcibly deposited in the GPF 20, high pressure and high temperature are generated during combustion of the soot. Such a vehicle smoke reduction device 1 can strongly shake off the ash from the deposition location by using the pressure and temperature of the exhaust gas E and the high pressure and high temperature generated during the combustion of the soot, and depositing the shaken ash It can be easily discharged to the outside of the GPF 20 through the filter inlet 22 located close to the position. Accordingly, the exhaust gas reduction apparatus 1 for a vehicle can prevent the back pressure of the exhaust gas E from being increased and the output of the engine from being lowered due to the ash.

또한, 차량용 매연 저감 장치(1)는, 에쉬가 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적되지 않도록 GPF(20)로부터 주기적으로 제거 가능하므로, 에쉬를 GPF(20)로부터 제거할 수 없다는 고려 하에 GPF(20)의 용적을 증대시킬 필요가 없다. 따라서, 차량용 매연 저감 장치(1)는, GPF(20)의 용적을 줄여 제조 원가를 절감할 수 있다.In addition, since the vehicle smoke reduction device 1 can periodically remove the ash from the GPF 20 so that the ash is not deposited by more than the reference deposition amount, the ash cannot be removed from the GPF 20 under the consideration of There is no need to increase the volume. Accordingly, in the vehicle exhaust gas reduction device 1 , the volume of the GPF 20 can be reduced to reduce manufacturing cost.

도 3은 도 1에 도시된 차량용 매연 저감 장치를 이용한 차량용 매연 저감 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of reducing exhaust for a vehicle using the apparatus for reducing exhaust for a vehicle illustrated in FIG. 1 .

도 3을 참조하면, 차량용 매연 장치(1)를 이용한 차량용 매연 저감 방법은, 에쉬가 GPF(20)에 미리 정해진 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적되었는지 판단하는 단계(S 10); 에쉬가 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 경우에, 수트를 GPF(20)에 강제 퇴적시키는 단계(S 20); 배기 가스(E)가 GPF(20)를 역 방향으로 통과하도록 배기 가스(E)의 유동 방향을 전환하는 단계(S 30); 및 GPF(20)를 강제 재생하여 에쉬를 제거하는 단계(S 40); 배기 가스(E)가 GPF(20)를 정 방향으로 통과하도록 배기 가스(E)의 유동 방향을 전환하는 단계(S 50)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the method for reducing vehicle exhaust using the vehicle exhaust device 1 includes determining whether ash is deposited in the GPF 20 by more than a predetermined reference deposition amount (S 10); forcibly depositing the suit in the GPF 20 when the ash is deposited by more than the reference deposition amount (S 20); diverting the flow direction of the exhaust gas (E) so that the exhaust gas (E) passes through the GPF (20) in a reverse direction (S 30); and removing the ash by forcibly regenerating the GPF (20) (S 40); and switching the flow direction of the exhaust gas E so that the exhaust gas E passes through the GPF 20 in the forward direction ( S50 ).

먼저, S 10 단계는, 차량의 주행 거리를 산출하여, 차량이 미리 정해진 기준 주행 거리 이상만큼 주행하였는지 여부를 판단하여 수행할 수 있다. S 10 단계는, 배기 가스(E)를 GPF(20)에 정 방향으로 통과시켜 배기 가스(E)를 통상적인 방식으로 여과하면서 수행할 수 있다. S 10 단계는, 차량이 미리 정해진 기준 주행 거리 이상만큼 주행하였다고 판단될 때까지 미리 정해진 기준 시간마다 반복적으로 수행할 수 있다.First, step S10 may be performed by calculating the mileage of the vehicle and determining whether the vehicle has traveled by more than a predetermined reference mileage. Step S 10 may be performed while passing the exhaust gas E through the GPF 20 in a forward direction to filter the exhaust gas E in a conventional manner. Step S10 may be repeatedly performed at each predetermined reference time until it is determined that the vehicle has traveled by more than the predetermined reference mileage.

다음으로, S 20 단계는, S 10 차량이 미리 정해진 기준 거리 이상만큼 주행하였다고 판단된 경우에, 엔진 회전수를 미리 정해진 기준 회전수 미만으로 조절함과 동시에 공연비를 미리 정해진 기준 공연비 이상으로 조절하여 수행할 수 있다. 이러한 S 20 단계는, 미리 정해진 퇴적 시간 동안 수트를 GPF(20)에 강제적으로 퇴적시켜 수행할 수 있다.Next, in step S 20, when it is determined that the S 10 vehicle has traveled by more than a predetermined reference distance, the engine rotation speed is adjusted to less than the predetermined reference rotation speed and at the same time the air-fuel ratio is adjusted to a predetermined reference air fuel ratio or more. can be done This step S20 may be performed by forcibly depositing the soot on the GPF 20 for a predetermined deposition time.

이후에, S 30 단계는, 배기 가스(E)가 GPF(20)를 필터 배출구(24), 필터 유입구(22) 순으로 통과하도록 배기 가스(E)의 유동 경로를 조절하여 수행할 수 있다.Thereafter, step S 30 may be performed by adjusting the flow path of the exhaust gas E so that the exhaust gas E passes through the GPF 20 in the order of the filter outlet 24 and the filter inlet 22 .

다음으로, S 40 단계는, S 20 단계에서 강제 퇴적된 수트가 연소되도록 배기 가스(E)의 온도를 조절하여, 배기 가스(E)의 압력 및 온도와 수트의 연소할 때 발생하는 고압 및 고온을 함께 이용해 에쉬를 GPF(20)의 필터 유입구(22)를 통해 GPF(20)의 외부로 배출시켜 수행할 수 있다.Next, in step S 40, the temperature of the exhaust gas E is adjusted so that the soot forcibly deposited in step S 20 is burned, and the pressure and temperature of the exhaust gas E and the high pressure and high temperature generated when the soot is burned It can be performed by discharging the ash to the outside of the GPF 20 through the filter inlet 22 of the GPF 20 by using together.

이후에, S 50 단계는, 배기 가스(E)의 GPF(20)를 필터 배출구(24), 필터 유입구(22) 순으로 통과하도록 배기 가스(E)의 유동 조절 경로를 조절하여 수행할 수 있다.Thereafter, step S 50 may be performed by adjusting the flow control path of the exhaust gas E so that the GPF 20 of the exhaust gas E passes through the filter outlet 24 and the filter inlet 22 in this order. .

한편, 차량용 매연 저감 장치의 제어 방법은, 전술한 바와 같이 차량의 주행 거리를 산출하여 에쉬의 퇴적량을 판단하는 경우에는, S 50 단계 이후에 수행하며 차량의 주행 거리를 미리 정해진 초기치로 리셋하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 S 60 단계는 S 50 단계와 동시에 수행할 수도 있다.On the other hand, in the control method of the vehicle smoke reduction device, when the amount of ash is determined by calculating the mileage of the vehicle as described above, it is performed after step S50 and resetting the mileage of the vehicle to a predetermined initial value. It may include further steps. This step S60 may be performed simultaneously with step S50.

이처럼 S 10 단계에서 S 60 단계까지 수행한 다음에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 S 10 단계로 돌아가 에쉬의 퇴적량을 다시 산출할 수 있다.After performing from step S10 to step S60 like this, as shown in FIG. 3 , it is possible to return to the above-described step S10 to calculate the deposition amount of ash again.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.

1 : 차량용 매연 저감 장치
10 : 배기 라인
11 : 제1 배기 라인
12 : 제2 배기 라인
13 : 제1 분기점
14 : 제1 합류점
15 : 제2 분기점
16 : 제2 합류점
20 : GPF
22 : 필터 유입구
24 : 필터 배출구
30 : 제1 바이패스 라인
32 : 유입구
34 : 배출구
40 : 제2 바이패스 라인
42 : 유입구
44 : 배출구
50 : 밸브 유닛
52 : 제1 밸브
54 : 제2 밸브
56a, 56b : 제3 밸브
60 : 제어 유닛
E : 배기 가스1: Smoke reduction device for vehicles
10: exhaust line
11: first exhaust line
12: second exhaust line
13: first branch point
14: first confluence point
15: second junction
16: second confluence point
20: GPF
22: filter inlet
24: filter outlet
30: first bypass line
32: inlet
34: outlet
40: second bypass line
42: inlet
44: outlet
50: valve unit
52: first valve
54: second valve
56a, 56b: third valve
60: control unit
E: exhaust gas

Claims (19)

일단에 마련되는 필터 유입구와, 타단에 마련되는 필터 배출구를 구비하며, 엔진의 배기 가스에 포함된 수트를 제거 가능한 가솔린 입자상 물질 필터;
상기 필터 유입구와 연결되는 제1 배기 라인과, 상기 필터 배출구와 연결되는 제2 배기 라인을 구비하며, 상기 배기 가스를 외부로 안내하는 배기 라인;
미리 정해진 상기 제1 배기 라인의 제1 분기점으로부터 분기되어 미리 정해진 상기 제2 배기 라인의 제1 합류점과 합류되는 제1 바이패스 라인;
상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 미리 정해진 정 방향을 따라 상기 필터 유입구, 상기 필터 배출구 순으로 통과하거나 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 미리 정해진 역 방향을 따라 상기 필터 배출구, 상기 필터 유입구 순으로 통과하도록 상기 배기 라인과 상기 제1 바이패스 라인을 선택적으로 개폐 가능한 밸브 유닛; 및
상기 밸브 유닛의 구동을 제어 가능한 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 가솔린 입자상 물질 필터가 미리 정해진 정상 상태인 경우에, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 정 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어하고,
상기 제어 유닛은, 상기 가솔린 입자상 물질 필터가 미리 정해진 이상 상태인 경우에, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 역 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어하며,
상기 정상 상태는, 애쉬가 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 미리 정해진 기준 퇴적량 미만만큼 퇴적된 경우이고,
상기 이상 상태는, 상기 애쉬가 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 상기 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 경우이며,
상기 제어 유닛은, 차량이 상기 이상 상태인 경우에, 상기 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시킨 후 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 역 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.a gasoline particulate matter filter having a filter inlet provided at one end and a filter outlet provided at the other end, and capable of removing soot contained in exhaust gas of an engine;
an exhaust line having a first exhaust line connected to the filter inlet and a second exhaust line connected to the filter outlet, the exhaust line guiding the exhaust gas to the outside;
a first bypass line branching from a first junction of the first exhaust line and joining a first junction of the second exhaust line;
The exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in a predetermined forward direction in the order of the filter inlet and the filter outlet, or the exhaust gas passes the gasoline particulate filter along a predetermined reverse direction to the filter outlet, the filter inlet a valve unit capable of selectively opening and closing the exhaust line and the first bypass line to pass through in order; and
A control unit capable of controlling the operation of the valve unit,
the control unit controls the valve unit so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the forward direction when the gasoline particulate matter filter is in a predetermined steady state;
the control unit controls the valve unit so that, when the gasoline particulate matter filter is in a predetermined abnormal state, the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the reverse direction;
The steady state is when ash is deposited in the gasoline particulate matter filter by less than a predetermined reference deposition amount,
The abnormal state is when the ash is deposited in the gasoline particulate matter filter by more than the reference deposition amount,
the control unit is configured to, when the vehicle is in the abnormal state, control the valve unit so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the reverse direction after forcibly depositing the soot in the gasoline particulate matter filter A smoke reduction device for a vehicle, characterized in that it. 제1항에 있어서,
상기 밸브 유닛은, 상기 제1 분기점에서 설치되며 상기 제1 분기점에 도달한 배기 가스를 제1 바이패스 라인 또는 상기 필터 유입구로 선택적으로 안내 가능한 제1 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.According to claim 1,
The valve unit may include a first valve installed at the first branch point and capable of selectively guiding the exhaust gas reaching the first branch point to a first bypass line or the filter inlet port. . 제2항에 있어서,
상기 제1 밸브는, 상기 제1 분기점과 상기 필터 유입구 사이를 개방함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 폐쇄하거나 상기 제1 분기점과 상기 필터 유입구 사이를 폐쇄함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 개방 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.3. The method of claim 2,
The first valve opens between the first branch point and the filter inlet and closes the first bypass line, or closes between the first branch point and the filter inlet, and simultaneously closes the first bypass line A device for reducing smoke for a vehicle, characterized in that it is provided so as to be openable. 제2항에 있어서,
상기 밸브 유닛은, 상기 제1 합류점에 설치되며 상기 제1 합류점에 도달한 배기 가스를 상기 필터 배출구 또는 외부로 선택적으로 안내 가능한 제2 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.3. The method of claim 2,
The valve unit may further include a second valve installed at the first junction and capable of selectively guiding the exhaust gas reaching the first junction to the filter outlet or to the outside. 제4항에 있어서,
상기 제2 밸브는 상기 제1 합류점과 외부 사이를 개방함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 폐쇄하거나 상기 제1 합류점과 외부 사이를 폐쇄함과 동시에 상기 제1 바이패스 라인을 개방 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.5. The method of claim 4,
The second valve is provided to open between the first junction and the outside and simultaneously close the first bypass line, or close between the first junction and the outside, and open the first bypass line at the same time A smoke reduction device for a vehicle, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 제1 분기점과 상기 필터 유입구 사이에 위치하는 상기 제1 배기 라인의 제2 분기점에서 분기되어 상기 제1 합류점에 비해 상기 필터 배출구에서 멀리 위치하는 상기 제2 배기 라인의 제2 합류점에서 합류되는 제2 바이패스 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.According to claim 1,
The first branching point is branched from the second branch point of the first exhaust line positioned between the first branch point and the filter inlet and merged at the second joining point of the second exhaust line positioned farther from the filter outlet than the first joining point. 2 The exhaust gas reduction device for a vehicle, characterized in that it further comprises a bypass line. 제6항에 있어서,
상기 밸브 유닛은, 상기 제2 바이패스 라인에 설치되며 상기 제2 분기점에 도달한 배기 가스를 상기 필터 유입구 또는 상기 제2 바이패스 라인으로 선택적으로 안내 가능한 제3 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.7. The method of claim 6,
The valve unit may further include a third valve installed in the second bypass line and capable of selectively guiding the exhaust gas reaching the second branch point to the filter inlet or the second bypass line. Smoke reduction device for vehicles. 제7항에 있어서,
상기 제3 밸브는 상기 제2 바이패스 라인을 개폐 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.8. The method of claim 7,
and the third valve is provided to open and close the second bypass line. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 엔진 회전수를 미리 정해진 기준 회전수 이하로 조절하여 상기 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시키는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.According to claim 1,
and the control unit adjusts the engine speed to be less than or equal to a predetermined reference speed to forcibly deposit the soot on the gasoline particulate matter filter. 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 공연비를 미리 정해진 기준 공연비 이상으로 조절하여 상기 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시키는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.According to claim 1,
and the control unit adjusts the air-fuel ratio to be greater than or equal to a predetermined reference air-fuel ratio to forcibly deposit the soot on the gasoline particulate matter filter. 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 차량이 상기 이상 상태인 경우에, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 상기 역 방향으로 통과하도록 상기 밸브 유닛을 제어한 후, 상기 수트가 연소되도록 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 강제 재생하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 장치.According to claim 1,
The control unit is configured to, when the vehicle is in the abnormal state, control the valve unit so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the reverse direction, and then control the gasoline particulate matter filter so that the soot is burned A smoke reduction device for a vehicle, characterized in that forcibly regenerated. (a) 에쉬가 가솔린 입자상 물질 필터에 미리 정해진 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적되었는지 판단하는 단계;
(b) 상기 에쉬가 상기 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 경우에, 배기 가스가 가솔린 입자상 물질 필터를 역 방향으로 통과하도록 배기 가스의 유동 방향을 전환하는 단계; 및
(c) 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 강제 재생하여 상기 에쉬를 제거하는 단계를 포함하고,
(d) 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에 수행하며, 상기 에쉬가 상기 기준 퇴적량 이상만큼 퇴적된 경우에, 수트를 상기 가솔린 입자상 물질 필터에 강제 퇴적시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 방법.(a) determining whether the Ash is deposited in the gasoline particulate matter filter by more than a predetermined reference deposition amount;
(b) when the ash is deposited by the reference deposition amount or more, switching the flow direction of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in a reverse direction; and
(c) forcibly regenerating the gasoline particulate matter filter to remove the ash,
(d) performing between the steps (a) and (b), and when the ash is deposited by more than the reference deposition amount, forcibly depositing soot on the gasoline particulate matter filter; A method of reducing exhaust gas for vehicles. 삭제delete 제15항에 있어서,
상기 (d) 단계는, 엔진 회전수를 미리 정해진 기준 회전수 미만으로 조절함과 동시에 공연비를 미리 정해진 기준 공연비 이상으로 조절하여 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 방법.16. The method of claim 15,
The step (d) is performed by adjusting the engine rotation speed to be less than a predetermined reference rotation speed and at the same time adjusting the air-fuel ratio to a predetermined reference air fuel ratio or more. 제15항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 배기 가스가 상기 가솔린 입자상 물질 필터를 필터 배출구, 필터 유입구 순으로 통과하도록 상기 배기 가스의 유동 경로를 조절하여 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 방법.16. The method of claim 15,
The step (b) is performed by adjusting a flow path of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through the gasoline particulate matter filter in the order of a filter outlet and a filter inlet. 제15항에 있어서,
상기 (c) 단계는, 상기 (d) 단계에서 강제 퇴적된 수트가 연소되도록 상기 배기 가스의 온도를 조절하여 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연 저감 방법.16. The method of claim 15,
The step (c) is performed by adjusting the temperature of the exhaust gas so that the soot that is forcibly deposited in the step (d) is burned.
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