KR102417363B1 - Exhaust gas post processing system and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템은, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 가솔린 여과 필터와, 상기 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단 각각에 배치되어 전단 온도 및 후단 온도를 측정하는 제1 및 제2 온도 센서와, 상기 가솔린 여과 필터를 제어하기 위한 차량 상태 데이터를 검출하는 데이터 검출기, 및 상기 차량 상태 데이터를 기반으로 연료 차단(Fuel cut)을 수행하고, 상기 제1 및 제2 온도 센서에서 측정한 온도 정보를 이용하여 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 예측하고, 상기 예측된 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 기반으로 상기 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 보정하는 제어기를 포함한다.Exhaust gas post-treatment system according to an embodiment of the present invention includes a gasoline filtration filter that collects particulate matter contained in exhaust gas discharged from an engine, and is disposed at the front and rear ends of the gasoline filtration filter, respectively, at the front end temperature and the rear end First and second temperature sensors for measuring temperature, a data detector for detecting vehicle condition data for controlling the gasoline filtration filter, and performing fuel cut based on the vehicle condition data, Predicting the amount of soot burned in the gasoline filtration filter using the temperature information measured by the first and second temperature sensors, and collecting and burning in the gasoline filtration filter based on the predicted amount of soot burned in the gasoline filtration filter and a controller for correcting the amount of suits.

Description

배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어 방법{EXHAUST GAS POST PROCESSING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}Exhaust gas post-treatment system and control method thereof

본 발명은 배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단의 온도를 기반으로 가솔린 여과 필터에 포집된 입자상 물질(Particulate Matters: PM)의 양을 예측할 수 있는 배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas after-treatment system and a control method thereof, and specifically, based on the temperature of the front and rear ends of the gasoline filtration filter, the amount of particulate matter (PM) collected in the gasoline filtration filter can be predicted. It relates to an exhaust gas after-treatment system and a control method therefor.

일반적으로 내연기관에서 연비 및 성능을 개선하기 위해서는 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection: GDI) 기술이 개발되고 있다. 이러한 가솔린 직접 분사가 적용된 엔진은 연료를 흡기관 내부로 분사하지 않고, 연소실로 직접 분사하는 가솔린 엔진에서의 분사 방식을 말한다.In general, in order to improve fuel efficiency and performance in an internal combustion engine, gasoline direct injection (GDI) technology is being developed. The engine to which the gasoline direct injection is applied refers to an injection method in a gasoline engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber without injecting fuel into an intake pipe.

이는 점화 플러그 주위의 공연비를 농후하게 하므로 희박한 공연비에서도 엔진 작동이 가능한데, 가솔린 직접 분사 기술 개발로 인하여 연소실 내의 불완전 연소 구간의 증가에 따라 입자상 물질(Particulate Matters: PM) 발생이 문제되고 있다.This makes the air-fuel ratio around the spark plug rich, so that the engine can be operated even at a lean air-fuel ratio. Due to the development of gasoline direct injection technology, the generation of particulate matter (PM) is a problem as the incomplete combustion section in the combustion chamber increases.

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

이러한 입자상 물질을 줄이는 수단으로 가솔린 자동차의 배기계에 가솔린 입자상 물질필터인 가솔린 여과 필터(Gasoline Particulate Filter: GPF)를 장착하고 있다.As a means of reducing such particulate matter, a gasoline particulate matter filter (Gasoline Particulate Filter: GPF) is installed in the exhaust system of a gasoline vehicle.

가솔린 여과 필터는 엔진 배기가스 내 오염 물질이 담체 내부를 통과함에 따라 시간 경과 후, 내부에 포집된 검댕이 그을림인 수트(soot)량이 일정 수준 이상이 되면, 온도를 발화 온도 이상으로 상승시켜 수트 성분을 제거하게 된다.Gasoline filtration filter removes the soot component by raising the temperature above the ignition temperature when the amount of soot, the soot soot collected inside, after time elapses as the pollutants in the engine exhaust gas pass through the carrier. will be removed

일반적으로, 가솔린 여과 필터의 포집된 수트량은 별도의 센서가 존재하지 않고, 엔진 운전 조건에 따라 예측한다.In general, the amount of soot collected by the gasoline filtration filter is predicted according to engine operating conditions without a separate sensor.

그러나, 가솔린 엔진에서 배출되는 수트가 가솔린 여과 필터에 포집되고, 연소되는 과정을 반복할 경우에는 가솔린 여과 필터에 포집된 수트량을 정확히 예측하기 어렵다. 또한, 가솔린 엔진은 배출되는 수트량이 적기 때문에, 디젤 여과 필터와 같이 디젤 여과 필터의 전단 및 후단 차압으로 수트량 예측이 어렵다.However, it is difficult to accurately predict the amount of soot discharged from a gasoline engine when the process of being collected and combusted by the gasoline filter is repeated. In addition, since the amount of soot discharged from the gasoline engine is small, it is difficult to predict the amount of soot based on the differential pressure between the front and rear ends of the diesel filtration filter like a diesel filtration filter.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단의 온도를 기반으로 가솔린 여과 필터에 포집된 입자상 물질의 양을 예측할 수 있는 배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어 방법을 제공한다.The present invention has been developed to solve this problem, and an embodiment of the present invention is an exhaust gas post-treatment system capable of predicting the amount of particulate matter collected in the gasoline filtration filter based on the temperatures of the front and rear ends of the gasoline filtration filter. and a control method thereof.

또한, 본 발명의 일 실시예는 기존 모델을 통한 입자상 물질의 예측량과 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단의 온도를 기반으로 가솔린 여과 필터에 포집된 입자상 물질의 양을 비교하여 보정하는 방식으로, 기존 모델의 입자상 물질의 예측량의 오차를 줄일 수 있는 배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention is a method of comparing and correcting the amount of particulate matter collected in the gasoline filtration filter based on the predicted amount of particulate matter through the existing model and the temperature of the front and rear ends of the gasoline filtration filter, the existing model Provided are an exhaust gas after-treatment system capable of reducing the error in the predicted amount of particulate matter and a control method thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템은, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 가솔린 여과 필터와, 상기 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단 각각에 배치되어 전단 온도 및 후단 온도를 측정하는 제1 및 제2 온도 센서와, 상기 가솔린 여과 필터를 제어하기 위한 차량 상태 데이터를 검출하는 데이터 검출기, 및 상기 차량 상태 데이터를 기반으로 연료 차단(Fuel cut)을 수행하고, 상기 제1 및 제2 온도 센서에서 측정한 온도 정보를 이용하여 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 예측하고, 상기 예측된 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 기반으로 상기 차량 상태 데이터에 의해 모델링된 상기 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 보정하는 제어기를 포함한다. Exhaust gas post-treatment system according to an embodiment of the present invention includes a gasoline filtration filter that collects particulate matter contained in exhaust gas discharged from an engine, and is disposed at the front and rear ends of the gasoline filtration filter, respectively, at the front end temperature and the rear end First and second temperature sensors for measuring temperature, a data detector for detecting vehicle condition data for controlling the gasoline filtration filter, and performing fuel cut based on the vehicle condition data, The amount of soot burned in the gasoline filtration filter is predicted using the temperature information measured by the first and second temperature sensors, and the modeled by the vehicle state data based on the predicted amount of soot burned in the gasoline filtration filter is the It includes a controller that corrects the amount of soot collected and burned in the gasoline filtration filter.

상기 제어기는, 상기 가솔린 입자 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 모델링하고, 상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량과 상기 예측된 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 차감한 절대값이 임계값(a) 이상이면, 상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 보정할 수 있다.The controller models the amount of soot captured and burned in the gasoline particle filter, and an absolute value obtained by subtracting the amount of soot captured and burned in the modeled gasoline filtration filter and the predicted amount of soot burned in the gasoline filtration filter If this threshold value (a) or more, it is possible to correct the amount of soot collected and burned in the modeled gasoline filtration filter.

상기 제2 온도 센서는, 상기 제어기의 제어에 따라 연료 차단이 수행되면 상기 가솔린 여과 필터 후단의 온도를 측정하고, 측정한 후단 온도 정보를 상기 제어기에 제공할 수 있다. The second temperature sensor may measure the temperature of the rear end of the gasoline filtration filter when the fuel cutoff is performed under the control of the controller, and may provide the measured rear end temperature information to the controller.

상기 제어기는, 상기 제2 온도 센서로부터 제공받은 후단 온도 정보를 확인하고, 상기 후단 온도 정보를 통해 연료 차단이 시작하는 시점의 온도를 나타내는 전단 시작 온도를 확인하고, 상기 연료 차단 중 최고 온도를 나타내는 후단 최고 온도를 확인할 수 있다. The controller checks the rear end temperature information provided from the second temperature sensor, checks the front end start temperature indicating the temperature at which the fuel cut starts through the rear end temperature information, and indicates the maximum temperature during the fuel cut off You can check the maximum temperature of the rear end.

상기 전단 시작 온도는, 상기 제1 온도 센서에서 측정한 온도로, 연료 차단이 시작하는 시점의 가솔린 여과 필터의 전단의 온도를 나타낼 수 있다.The shear start temperature is the temperature measured by the first temperature sensor, and may represent the temperature of the front end of the gasoline filtration filter at the time the fuel cutoff starts.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템은, 상기 엔진과 상기 가솔린 여과 필터 사이에 배치되어 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하는 촉매 컨버터를 더 포함할 수 있다.The exhaust gas post-treatment system according to an embodiment of the present invention may further include a catalytic converter disposed between the engine and the gasoline filtration filter to purify the exhaust gas discharged from the engine.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법은, 가솔린 여과 필터, 상기 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단 각각에 배치된 제1 및 제2 온도 센서를 포함하는 배기가스 후처리 시스템에서 배기가스 후처리를 제어하는 방법에 있어서, 차량 상태 데이터를 확인하는 단계와, 상기 차량 상태 데이터를 기반으로 상기 가솔린 입자 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 제어기(Engine Management System; EMS)를 통하여 모델링하는 단계와, 상기 차량 상태 데이터를 기반으로 연료 차단 조건을 만족하면, 연료 차단을 수행하는 단계와, 상기 제1 온도 센서에서 제1 온도를 측정하고, 상기 제2 온도 센서에서 제2 온도를 측정하며, 상기 측정한 온도 정보를 이용하여 상기 가솔린 입자 필터에서 연소되는 수트량을 예측하는 단계와, 상기 측정한 온도 정보를 이용하여 제어 조건에 만족하는지 판단하는 단계, 및 상기 온도 정보가 제어 조건에 만족하면, 상기 모델링된 수트량을 상기 가솔린 입자 필터에 포집되어 연소되는 수트량으로 판정하고, 상기 온도 정보가 제어 조건에 만족하지 않으면, 상기 모델링된 수트량을 보정하는 단계를 포함한다. Meanwhile, in the exhaust gas post-treatment control method according to an embodiment of the present invention, in an exhaust gas post-treatment system including a gasoline filtration filter, first and second temperature sensors disposed at the front and rear ends of the gasoline filtration filter, respectively A method for controlling exhaust gas post-processing, comprising the steps of: checking vehicle condition data; and modeling the amount of soot captured in the gasoline particle filter and burned based on the vehicle condition data through a controller (Engine Management System; EMS) performing a fuel cut-off when a fuel cut-off condition is satisfied based on the vehicle state data, measuring a first temperature by the first temperature sensor, and measuring a second temperature by the second temperature sensor and predicting the amount of soot burned in the gasoline particle filter using the measured temperature information, determining whether a control condition is satisfied using the measured temperature information, and the temperature information is applied to the control condition. if satisfied, determining the modeled amount of soot as the amount of soot collected and combusted by the gasoline particle filter, and if the temperature information does not satisfy the control condition, correcting the modeled amount of soot.

상기 가솔린 입자 필터에 포집되는 수트량을 제어기를 통하여 모델링하는 단계는, 엔진 조건에 따라 상기 가솔린 여과 필터 전단의, 상기 엔진에서 배출되는 수트량에서 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 차감한 값을 상기 가솔린 입자 필터에서 포집되는 수트량으로 모델링할 수 있다. The modeling of the amount of soot collected in the gasoline particle filter through the controller may include subtracting the amount of soot burned in the gasoline filtration filter from the amount of soot discharged from the engine in the front stage of the gasoline filtration filter according to engine conditions. can be modeled as the amount of soot collected by the gasoline particle filter.

상기 제어 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는, 상기 제1 온도 센서에서 측정한 상기 연료 차단이 시작하는 시점의 전단 시작 온도를 확인하는 단계와, 상기 제2 온도 센서에서 측정한 상기 연료 차단 중 후단 최고 온도를 확인하는 단계와, 상기 연료 차단이 시작하는 시점의 전단 시작 온도와 상기 연료 차단 중 후단 최고 온도에 따라 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 예측하는 단계, 및 상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량과 상기 예측된 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 차감한 절대값이 임계값(a) 이하인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다. Determining whether the control condition is satisfied may include: confirming a front-end start temperature at the start of the fuel cutoff measured by the first temperature sensor; Checking the temperature, predicting the amount of soot combusted in the gasoline filtration filter according to the front end temperature at the start of the fuel cutoff and the maximum rear end temperature during the fuel cutoff, and to the modeled gasoline filtration filter It may include the step of determining whether an absolute value obtained by subtracting the amount of soot collected and burned and the predicted amount of soot burned in the gasoline filtration filter is less than or equal to a threshold value (a).

상기 모델링된 수트량의 보정은, 상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량에서, 상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량과 상기 제1 및 제2 온도 센서에 의해 측정된 온도 정보를 이용하여 예측한 상기 가솔린 입자 필터에서 연소되는 수트량을 합한 값을 2로 나눈 값을 차감한 값으로 보정될 수 있다.The correction of the modeled amount of soot is, in the amount of soot captured and burned in the modeled gasoline filtration filter, the amount of soot captured and burned in the modeled gasoline filtration filter and the first and second temperature sensors measured A value obtained by subtracting a value obtained by dividing a value obtained by dividing the sum of the amount of soot burned in the gasoline particle filter by using temperature information may be corrected.

본 발명의 실시예에 따르면, 가솔린 입자 필터의 전후단 온도 센서를 이용하여 수트의 완전 연소를 간접 예측할 수 있으며, 제어기에서 모델링된 수트 연소량을 보정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, complete combustion of soot can be indirectly predicted by using the front and rear temperature sensors of the gasoline particle filter, and the soot combustion amount modeled by the controller can be corrected.

모델링된 수트 연소량과 실제 수트 연소량의 비교를 통해 모델링된 수트 연소량을 보정함으로써, 가솔린 입자 필터의 잦은 강제 재생을 방지하여 가솔린 입자 필터의 파손을 방지할 수 있다. By correcting the modeled soot combustion amount by comparing the modeled soot combustion amount with the actual soot combustion amount, frequent forced regeneration of the gasoline particle filter can be prevented, thereby preventing the gasoline particle filter from being damaged.

또한, 가솔린 입자 필터의 고온에의 노출을 방지하고, 연비를 저감하며, 수트 제거 효율을 확보할 수 있다.In addition, exposure of the gasoline particle filter to high temperatures can be prevented, fuel efficiency can be reduced, and soot removal efficiency can be secured.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 설명하기 위해, 연료 차단시 GPF 전단 및 후단 온도에 따라 GPF의 수트 연소량을 나타낸 표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 설명하기 위해, 연료 차단시 GPF 전단 및 후단 온도에 따라 GPF의 수트 연소량을 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing an exhaust gas post-treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for controlling exhaust gas post-treatment according to an embodiment of the present invention.
3 is a table showing the amount of soot combustion of the GPF according to the temperature of the front end and the rear end of the GPF when fuel is cut in order to explain the exhaust gas post-treatment control method according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the amount of soot combustion of the GPF according to the temperature of the front end and the rear end of the GPF when fuel is cut in order to explain the exhaust gas post-treatment control method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration are typically described in one embodiment using the same reference numerals, and only configurations different from the one embodiment will be described in other embodiments.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.It is noted that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. In addition, the same reference numerals are used to indicate similar features to the same structure, element, or part appearing in two or more drawings. When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on the other part or the other part may be involved in between.

본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiment of the present invention specifically represents one embodiment of the present invention. As a result, various modifications of the diagram are expected. Accordingly, the embodiment is not limited to a specific shape of the illustrated area, and includes, for example, a shape modification by manufacturing.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템에 관하여 설명한다.Hereinafter, an exhaust gas post-treatment system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an exhaust gas post-treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템은 엔진(100), 배기 파이프(110), 촉매 컨버터(120), 가솔린 여과 필터(Gasoline Particulate Filter: 이하, "GPF"로 통칭함, 130), 제1 온도 센서(140), 제2 온도 센서(145), 데이터 검출기(160) 및 제어기(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , an exhaust gas aftertreatment system according to an embodiment of the present invention includes an engine 100 , an exhaust pipe 110 , a catalytic converter 120 , and a gasoline particulate filter (hereinafter, “GPF”). Commonly referred to as 130 , it includes a first temperature sensor 140 , a second temperature sensor 145 , a data detector 160 , and a controller 170 .

엔진(100)은 제어기(170)의 제어에 의해 출력이 제어되며, 제어기(170)의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.The output of the engine 100 is controlled by the control of the controller 170 , and driving is controlled to an optimal operating point according to the control of the controller 170 .

엔진(100)은 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 즉, 엔진(100)은 흡기 매니폴드(103)에 연결되어 연소실(105) 내부로 공기를 유입받는다. 이때, 연소실(105)에는 인젝터(109)가 장착되어 연소실(105) 내부로 분사한다.The engine 100 converts chemical energy into mechanical energy by burning fuel and air. That is, the engine 100 is connected to the intake manifold 103 to receive air into the combustion chamber 105 . At this time, the injector 109 is mounted in the combustion chamber 105 to inject into the combustion chamber 105 .

배기 매니폴드(107)에 연결되어 연소 과정에서 발생된 배기가스는 배기 매니폴드(107)에 모인 후 차량의 외부로 배출된다. 이러한 배기가스에는 입자상 물질(Particulate Matter: PM)이 포함되어 있으며, 입자상 물질은 수트(soot), 유기성용해물질(Soluble Organic Fraction: SOF) 및 카본입자(carbon or soot) 등을 포함하고 있다.The exhaust gas connected to the exhaust manifold 107 and generated in the combustion process is collected in the exhaust manifold 107 and then discharged to the outside of the vehicle. The exhaust gas includes particulate matter (PM), and the particulate matter includes soot, solvent organic fraction (SOF) and carbon particles (carbon or soot).

이러한 엔진(100)은 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection: GDI) 엔진일 수 있다.The engine 100 may be a gasoline direct injection (GDI) engine.

배기 파이프(110)는 배기 매니폴드에 연결되어 배기가스를 차량의 외부로 배출시킨다. 배기 파이프(110) 상에는 촉매 컨버터(120) 및 GPF(130)가 장착되어 배기가스 내에 포함된 입자상 물질을 제거한다.The exhaust pipe 110 is connected to the exhaust manifold to discharge exhaust gas to the outside of the vehicle. A catalytic converter 120 and a GPF 130 are mounted on the exhaust pipe 110 to remove particulate matter included in the exhaust gas.

촉매 컨버터(120)는 배기 파이프(110)에 배치되어 배기가스를 정화한다. 즉, 촉매 컨버터(120)는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소 산화물과 입자상 물질 등의 유해 물질을 촉매 작용으로 저감시킨다.The catalytic converter 120 is disposed in the exhaust pipe 110 to purify the exhaust gas. That is, the catalytic converter 120 reduces harmful substances such as nitrogen oxides and particulate matter included in the exhaust gas discharged from the engine 100 by catalytic action.

예를 들어, 촉매 컨버터(120)는 배기가스 중의 탄화수소(HC)를 산화 반응으로서 H20와 CO2로, CO를 C02로, NO를 N2 및 NO2로 변환시키는 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst: DOC), 삼원 전환 촉매(Three Way Catalyst: TWC) 등을 포함할 수 있다.For example, the catalytic converter 120 converts hydrocarbons (HC) in exhaust gas into H 2 0 and CO 2 as an oxidation reaction, CO into CO 2 , and NO into N 2 and NO 2 as a diesel oxidation catalyst (Diesel). Oxidation Catalyst (DOC), Three Way Catalyst (TWC), and the like.

GPF(130)는 배기 파이프(110) 상에 배치되며, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 걸러주기 위한 필터이다.The GPF 130 is disposed on the exhaust pipe 110 and is a filter for filtering particulate matter included in the exhaust gas.

입자상 물질의 대부분을 차지하는 것은 수트라고 불리는 탄화수소인데, 이러한 수트는 연료가 제대로 연소되지 않을 때 발생하는 것이다. 이에 GPF(130)는 촉매 필터를 이용하여 수트를 포함한 입자상 물질을 포집한다.Most of the particulate matter is hydrocarbons called soot, which occurs when the fuel does not burn properly. Accordingly, the GPF 130 collects particulate matter including soot by using a catalyst filter.

촉매는 벌집(honeycomb) 모양으로 형성되며, 특수 코팅 처리하여 입자상 물질을 흡착시킨다.The catalyst is formed in the shape of a honeycomb, and a special coating is applied to adsorb particulate matter.

GPF(130)는 엔진(100)에서 배출한 배기가스에 포함된 수트를 포집하여 여과하고, 내부의 포집된 수트량, 차량의 주행 거리, 시간 등에 따라 자동으로 재생 과정으로 거치게 된다. 이러한 재생 과정은 엔진(100)의 배기행정에 고온의 배기가스에 연료를 분사하여 추가적인 연소를 발생시켜 더욱 상승시킴으로써 촉매를 활성화시키고, 남아있는 입자상 물질을 산화시켜 재로 만드는 과정이다.The GPF 130 collects and filters soot contained in the exhaust gas discharged from the engine 100, and automatically undergoes a regeneration process according to the amount of soot collected inside, the driving distance of the vehicle, time, and the like. This regeneration process is a process in which fuel is injected into the exhaust gas of high temperature in the exhaust stroke of the engine 100 to generate additional combustion and further rise to activate the catalyst, and oxidize the remaining particulate matter into ashes.

또한, GPF(130)는 제어기(170)의 제어에 따라 능동적으로 재생 과정을 수행할 수도 있다.Also, the GPF 130 may actively perform a regeneration process under the control of the controller 170 .

제1 온도 센서(140)는 GPF(130)의 전단에 배치되어 GPF(130)로 유입되는 배기가스의 온도를 측정한다. 제1 온도 센서(140)는 측정한 온도 정보를 제어기(170)에 제공한다.The first temperature sensor 140 is disposed at the front end of the GPF 130 to measure the temperature of the exhaust gas flowing into the GPF 130 . The first temperature sensor 140 provides the measured temperature information to the controller 170 .

제2 온도 센서(145)는 GPF(130)의 후단에 배치되어 GPF(130)에서 배출되는 배기가스의 온도를 측정한다. 제2 온도 센서(145)는 측정한 온도 정보를 제어기(170)에 제공한다.The second temperature sensor 145 is disposed at the rear end of the GPF 130 to measure the temperature of the exhaust gas discharged from the GPF 130 . The second temperature sensor 145 provides the measured temperature information to the controller 170 .

데이터 검출기(160)는 GPF(130)를 제어하기 위한 차량 상태 데이터를 검출한다. 즉, 데이터 검출기(160)는 가속 페달의 위치값(가속 페달이 눌린 정도)을 검출하여 제어기(170)에 제공한다. 가속 페달이 눌린 경우에는 가속 페달의 위치값이 100%이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우에는 가속 페달의 위치값이 0%이다.The data detector 160 detects vehicle state data for controlling the GPF 130 . That is, the data detector 160 detects the position value of the accelerator pedal (the degree to which the accelerator pedal is pressed) and provides it to the controller 170 . When the accelerator pedal is depressed, the position value of the accelerator pedal is 100%, and when the accelerator pedal is not depressed, the position value of the accelerator pedal is 0%.

또한, 데이터 검출기(160)는 주행 거리, 주행 시간 등을 검출하여 제어기(170)에 제공할 수도 있다.In addition, the data detector 160 may detect a driving distance, a driving time, and the like and provide it to the controller 170 .

이러한, 데이터 검출기(160)는 제어기(170)의 제어에 따라 주기적으로 차량 상태 데이터를 검출하거나, 제이기의 제어에 따라 비주기적으로 차량 상태 데이터를 검출할 수 있다.The data detector 160 may periodically detect vehicle state data under the control of the controller 170 , or may detect vehicle state data aperiodically under the control of the controller 170 .

데이터 검출기(160)는 검출한 차량 상태 데이터를 제어기(170)에 제공한다.The data detector 160 provides the detected vehicle state data to the controller 170 .

제어기(170)는 배기가스 후처리 시스템의 구성 요소를 제어한다. 즉, 제어기(170)는 엔진(100), 촉매 컨버터(120), GPF(130), 제1 온도 센서(140), 제2 온도 센서(145) 및 데이터 검출기(160)를 제어한다.The controller 170 controls the components of the exhaust gas aftertreatment system. That is, the controller 170 controls the engine 100 , the catalytic converter 120 , the GPF 130 , the first temperature sensor 140 , the second temperature sensor 145 , and the data detector 160 .

제어기(170)는 데이터 검출기(160)로부터 차량 상태 데이터를 제공받는다. 제어기(170)는 차량 상태 데이터를 기반으로 연료 차단(Fuel cut)을 수행한다.The controller 170 receives vehicle state data from the data detector 160 . The controller 170 performs fuel cut based on vehicle state data.

제어기(170)는 차량 상태 데이터를 기반으로 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량을 모델링한다. 또한, 제1 온도 센서(140) 및 제2 온도 센서(145)에서 측정한 온도 정보를 이용하여 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 예측하고, 예측된 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 기반으로 차량 상태 데이터에 의해 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량을 보정한다.The controller 170 models the amount of soot collected and burned in the GPF 130 based on the vehicle state data. In addition, the amount of soot burned in the GPF 130 is predicted using the temperature information measured by the first temperature sensor 140 and the second temperature sensor 145 , and the predicted amount of soot burned in the GPF 130 is determined The amount of soot captured and burned in the GPF 130 modeled by the vehicle state data based on it is corrected.

이 때, 제어기(170)는, GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량을 모델링하고, 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량과 예측된 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 차감한 절대값이 임계값(a) 이상이면, 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량을 보정할 수 있다. 임계값(a)은 예를 들어, 1g 일 수 있다.At this time, the controller 170 models the amount of soot captured and burned in the GPF 130 , and the amount of soot captured and burned in the modeled GPF 130 and the predicted amount of soot burned in the GPF 130 . If the subtracted absolute value is equal to or greater than the threshold value (a), the amount of soot collected and burned in the modeled GPF 130 may be corrected. The threshold value a may be, for example, 1 g.

한편, 제어기(170)는 제2 온도 센서(145)로부터 제공받은 후단 온도 정보를 확인하고, 후단 온도 정보를 통해 연료 차단이 시작하는 시점의 온도를 나타내는 전단 시작 온도(T5)를 확인하며, 연료 차단이 수행되는 동안의 최고 온도를 나타내는 후단 최고 온도(T6_max)를 확인한다. On the other hand, the controller 170 checks the rear end temperature information provided from the second temperature sensor 145 , and checks the front end start temperature T5 indicating the temperature at which the fuel cutoff starts through the rear end temperature information, and the fuel Check the maximum temperature at the rear end (T6_max), which indicates the maximum temperature during shut-off.

이 때, 전단 시작 온도(T5)는, 제1 온도 센서(140)에서 측정한 온도로, 연료 차단이 시작하는 시점의 GPF(130)의 전단의 온도를 나타낸다.In this case, the shear start temperature T5 is the temperature measured by the first temperature sensor 140 and represents the temperature of the front end of the GPF 130 at the time when the fuel cutoff starts.

제어기(170)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. The controller 170 may be implemented as one or more microprocessors operating according to a set program, and the set program is a series for performing each step included in the exhaust gas post-treatment control method according to an embodiment of the present invention to be described later. It can be done by including the command of

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

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법은, 상기 도 1을 참조하여 설명한, GPF(130), GPF(130)의 전단 및 후단 각각에 배치된 제1 및 제2 온도 센서(140, 145)를 포함하는 배기가스 후처리 시스템에서 배기가스를 후처리 제어하는 방법으로서, 우선, 데이터 검출기(160)에 의해 차량 상태 데이터를 확인한다(S201). Referring to FIG. 2 , in the exhaust gas post-treatment control method according to an embodiment of the present invention, the GPF 130, first and rear ends respectively disposed at the front and rear ends of the GPF 130, described with reference to FIG. 1 , As a method for post-processing control of exhaust gas in an exhaust gas post-treatment system including the second temperature sensors 140 and 145 , first, vehicle state data is checked by the data detector 160 ( S201 ).

차량 상태 데이터는 가속 페달의 위치값, 주행 거리, 주행 시간 등일 수 있다.The vehicle state data may be a position value of an accelerator pedal, a driving distance, a driving time, and the like.

그 후, 차량 상태 데이터를 기반으로 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량을 제어기(170)를 통하여 모델링한다(S202). 이 때, 모델링된 수트량은, 엔진 조건에 따라 GPF(130) 전단의, 엔진(100)에서 배출되는 수트량에서 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 차감한 값일 수 있다. Thereafter, the amount of soot collected and burned in the GPF 130 is modeled through the controller 170 based on the vehicle state data (S202). In this case, the modeled amount of soot may be a value obtained by subtracting the amount of soot combusted in the GPF 130 from the amount of soot discharged from the engine 100 in the front stage of the GPF 130 according to engine conditions.

그 후, 차량 상태 데이터를 기반으로 연료 차단 조건을 만족하면, 연료 차단을 수행한다(S203, S204). 예를 들어, 가속 페달 위치값이 일정값인지를 판단하여 차단 조건에 만족하는지를 판단할 수 있다. 이 때, 일정값은 연료 차단을 수행하기 위해 설정된 값으로, 0%일 수 있다. 즉, 가속 페달 위치값이 0%이면 엔진(100)으로 공급되는 연료가 차단된다. 연료 차단 조건을 만족하지 않으면, 차량 상태 데이터를 확인한다(S203, S201)Thereafter, when the fuel cutoff condition is satisfied based on the vehicle state data, the fuel cutoff is performed (S203 and S204). For example, by determining whether the accelerator pedal position value is a constant value, it may be determined whether the blocking condition is satisfied. In this case, the predetermined value is a value set to perform fuel cutoff, and may be 0%. That is, when the accelerator pedal position value is 0%, the fuel supplied to the engine 100 is cut off. If the fuel cut-off condition is not satisfied, the vehicle state data is checked (S203, S201)

그 후, 제1 온도 센서(140)에서 제1 온도를 측정하고, 제2 온도 센서에서 제2 온도를 측정하며, 측정한 온도 정보를 이용하여 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 예측한다(S205).Thereafter, the first temperature sensor 140 measures the first temperature, the second temperature sensor measures the second temperature, and the amount of soot burned in the GPF 130 is predicted using the measured temperature information ( S205).

제어기(170)의 제어에 따라 연료 차단이 수행되면 제1 온도 센서(140)는 연료 차단이 시작하는 시점의 GPF(130)의 전단에 온도를 측정하여 제어기(170)에 제공한다. When the fuel cutoff is performed under the control of the controller 170 , the first temperature sensor 140 measures the temperature at the front end of the GPF 130 at the time when the fuel cutoff starts and provides it to the controller 170 .

제어기(170)는 제1 온도 센서(140)로부터 전단 시작 온도를 제공받아 확인한다. 여기서, 전단 시작 온도는 제1 온도 센서(140)에서 측정한 온도로, 연료 차단이 시작하는 시점의 GPF(130)의 전단의 온도를 나타낼 수 있다.The controller 170 receives and confirms the shear start temperature from the first temperature sensor 140 . Here, the shear start temperature is the temperature measured by the first temperature sensor 140 , and may represent the temperature of the front end of the GPF 130 at the time when the fuel cutoff starts.

그리고, 제2 온도 센서(145)는 연료 차단이 수행되는 동안에 GPF(130)의 후단에 온도를 측정하고, 측정한 후단 온도 정보를 제어기(170)에 제공한다. 제어기(170)는 제2 온도 센서(145)로부터 후단 온도 정보를 제공받아 확인한다. 이때, 후단 온도 정보는 제2 온도 센서(145)에서 측정한 온도로, 연료 차단이 수행되는 동안에 GPF(130)의 후단의 온도를 나타낼 수 있다.In addition, the second temperature sensor 145 measures the temperature at the rear end of the GPF 130 while the fuel cutoff is performed, and provides the measured rear end temperature information to the controller 170 . The controller 170 receives and confirms the rear end temperature information from the second temperature sensor 145 . In this case, the rear end temperature information is the temperature measured by the second temperature sensor 145 , and may indicate the temperature of the rear end of the GPF 130 while the fuel cutoff is performed.

그 후, 측정한 온도 정보를 이용하여 제어 조건에 만족하는지 판단한다(S206). 구체적으로, 제어 조건에 만족하는지를 판단하는 단계(S206)는, 제1 온도 센서(140)에서 측정한 연료 차단이 시작하는 시점의 전단 시작 온도(T5)를 확인하는 단계와, 제2 온도 센서(145)에서 측정한 연료 차단 중 후단 최고 온도(T6_max)를 확인하는 단계와, 연료 차단이 시작하는 시점의 전단 시작 온도(T5)와 연료 차단 중 후단 최고 온도(T6_max)에 따라 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 예측하는 단계, 및 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량과 예측된 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 차감한 절대값이 임계값(a) 이하인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 임계값(a)은 1g일 수 있다.Thereafter, it is determined whether the control condition is satisfied using the measured temperature information (S206). Specifically, the step of determining whether the control condition is satisfied (S206) includes the steps of confirming the shear start temperature T5 at the time when the fuel cutoff starts measured by the first temperature sensor 140, and the second temperature sensor ( 145), check the maximum rear end temperature (T6_max) during fuel cutoff, and in the GPF 130 according to the front end start temperature (T5) at the start of the fuel cutoff and the rear end maximum temperature during fuel cutoff (T6_max) Predicting the amount of soot to be burned, and determining whether the absolute value obtained by subtracting the amount of soot captured and burned in the modeled GPF 130 and the amount of soot burned in the predicted GPF 130 is less than or equal to the threshold (a) may include steps. In this case, the threshold value a may be 1 g.

그 후, 온도 정보가 제어 조건에 만족하면, 모델링된 수트량을 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량으로 판정하고(S207), 온도 정보가 제어 조건에 만족하지 않으면, 모델링된 수트량을 보정한다(S208).Thereafter, if the temperature information satisfies the control condition, the modeled amount of soot is determined as the amount of soot that is captured and burned in the GPF 130 (S207), and if the temperature information does not satisfy the control condition, the amount of modeled soot is Correction (S208).

이 때, 모델링된 수트량의 보정은, 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량에서, 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량과 제1 및 제2 온도 센서(140, 145)에 의해 측정된 온도 정보를 이용하여 예측한 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 합한 값을 2로 나눈 값을 차감한 값으로 보정하는 것일 수 있다. At this time, the correction of the modeled amount of soot is, from the amount of soot captured and burned in the modeled GPF 130 , the amount of soot captured and burned in the modeled GPF 130 and the first and second temperature sensors 140 , 145), it may be to correct a value obtained by subtracting a value obtained by dividing a value obtained by dividing the sum of the amount of soot burned in the GPF 130 by using the temperature information measured by FIG.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 설명하기 위해, 연료 차단시 GPF 전단 및 후단 온도에 따라 GPF의 수트 연소량을 나타낸 표 및 그래프이다.3 and 4 are tables and graphs showing the amount of soot combustion of the GPF according to the temperature at the front and rear ends of the GPF when fuel is cut in order to explain the exhaust gas post-treatment control method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, GPF(130) 전단 온도(T5) 즉, 연료 차단 온도가 500도 내지 700도이고, GPF(130) 후단 온도(T6_max)에서 GPF(130) 전단 온도(T5)를 차감한 온도가 0도에서 500도인 각각의 경우에, GPF(130)의 수트 연소량을 나타낸다. Referring to FIG. 3 , the GPF 130 shear temperature T5, that is, the fuel cutoff temperature is 500 to 700 degrees, and the GPF 130 shear temperature T5 is subtracted from the GPF 130 rear end temperature T6_max. In each case where the temperature is 0 to 500 degrees, it represents the soot combustion amount of the GPF 130 .

예를 들어, 연료 차단 온도(T5)가 500도이고, GPF 후단 온도 즉, 연료 차단이 수행되는 동안의 최고 온도(T6_max)와의 차이가 50도, 100도, 150도, 500도인 경우, GPF(130)에서 연소되는 수트 연소량은 1g, 1.8g, 2.6g, 8.2g으로 예측된다. For example, if the fuel cutoff temperature (T5) is 500 degrees and the difference from the GPF rear end temperature, that is, the maximum temperature (T6_max) during fuel cutoff, is 50 degrees, 100 degrees, 150 degrees, or 500 degrees, the GPF ( 130) is predicted to be 1g, 1.8g, 2.6g, and 8.2g.

이와 마찬가지로, 연료 차단 온도(T5)가 550도 내지 750도인 경우, 연료 차단이 수행되는 동안의 최고 온도(T6_max)가 연료 차단 온도보다 50도 내지 500도 높을 경우의 수트 연소량를 구하면, 도 3의 표가 완성된다. Similarly, when the fuel cutoff temperature (T5) is 550 to 750 degrees and the soot combustion amount is obtained when the maximum temperature (T6_max) during fuel cut is 50 to 500 degrees higher than the fuel cutoff temperature, the table of FIG. is completed

도 4를 참조하면, 연료 차단이 수행되는 동안의 최고 온도와 연료 차단 온도의 차이 대비 GPF의 수트 연소량을 나타낸 그래프로서, 연료 차단이 수행되는 동안의 최고 온도(T6_max)와 연료 차단 온도(T5)의 차이가 클수록 수트 연소량은 크며, 수트 연소량은 선형적으로 증가하는 경향을 나타낸다. Referring to FIG. 4 , as a graph showing the soot combustion amount of the GPF compared to the difference between the maximum temperature and the fuel cutoff temperature during the fuel cutoff, the maximum temperature (T6_max) and the fuel cutoff temperature (T5) during the fuel cutoff The larger the difference, the larger the soot combustion amount, and the soot combustion amount tends to increase linearly.

도 3 및 도 4에 도시된 표와 그래프에서 나타난, 제1 온도 및 제2 온도를 통해 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 예측하고, 예측된 수트량과 제어기(170)에서 차량 상태 데이터를 기반으로 모델링된 수트량과 비교하며, 예측된 수트량과 제어기(170)에서 차량 상태 데이터를 기반으로 모델링된 수트량의 차이의 절대값이 임계값(a) 이하인 경우, 모델링된 수트량을 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량으로 판정하고, 임계값(a) 이상인 경우, 모델링된 수트량을 보정한다. The amount of soot burned in the GPF 130 is predicted through the first temperature and the second temperature shown in the tables and graphs shown in FIGS. 3 and 4 , and the predicted amount of soot and the vehicle state data from the controller 170 are Comparison with the amount of suits modeled based on the GPF It is determined as the amount of soot collected and burned at 130 , and when it is equal to or greater than the threshold value (a), the modeled amount of soot is corrected.

모델링된 수트량의 보정은 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량에서, 모델링된 GPF(130)에 포집되어 연소되는 수트량과 제1 및 제2 온도 센서(140, 145)에 의해 측정된 온도 정보를 이용하여 예측한 GPF(130)에서 연소되는 수트량을 합한 값을 2로 나눈 값을 차감한 값으로 보정될 수 있다. The modeled amount of soot is corrected by the amount of soot captured and burned in the modeled GPF 130 and the amount of soot captured and burned in the modeled GPF 130 and the first and second temperature sensors 140 and 145 . A value obtained by subtracting a value obtained by dividing a value obtained by dividing the sum of the amount of soot burned in the GPF 130 by using the measured temperature information may be corrected.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 가솔린 입자 필터의 전후단 온도 센서를 이용하여 수트의 완전 연소를 간접 예측할 수 있으며, 제어기에서 모델링된 수트 연소량을 보정할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, complete combustion of soot can be indirectly predicted by using the front and rear temperature sensors of the gasoline particle filter, and the soot combustion amount modeled by the controller can be corrected.

모델링된 수트 연소량과 실제 수트 연소량의 비교를 통해 모델링된 수트 연소량을 보정함으로써, 가솔린 입자 필터의 잦은 강제 재생을 방지하여 가솔린 입자 필터의 파손을 방지할 수 있다. By correcting the modeled soot combustion amount by comparing the modeled soot combustion amount with the actual soot combustion amount, frequent forced regeneration of the gasoline particle filter can be prevented, thereby preventing the gasoline particle filter from being damaged.

또한, 가솔린 입자 필터의 고온에의 노출을 방지하고, 연비를 저감하며, 수트 제거 효율을 확보할 수 있다. In addition, exposure of the gasoline particle filter to high temperatures can be prevented, fuel efficiency can be reduced, and soot removal efficiency can be secured.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it is easily changed by a person skilled in the art from the embodiment of the present invention to equivalent Including all changes to the extent recognized as

100: 엔진 103: 흡기 매니폴드
105: 연소실 107: 배기 매니폴드
109: 인젝터 110: 배기 파이프
120: 촉매 컨버터 130: GPF
140: 제1 온도 센서 145: 제2 온도 센서
160: 데이터 검출기 170: 제어기100: engine 103: intake manifold
105: combustion chamber 107: exhaust manifold
109: injector 110: exhaust pipe
120: catalytic converter 130: GPF
140: first temperature sensor 145: second temperature sensor
160: data detector 170: controller

Claims (10)

엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 가솔린 여과 필터;
상기 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단 각각에 배치되어 전단 온도 및 후단 온도를 측정하는 제1 및 제2 온도 센서;
상기 가솔린 여과 필터를 제어하기 위한 차량 상태 데이터를 검출하는 데이터 검출기; 및
상기 차량 상태 데이터를 기반으로 연료 차단(Fuel cut)을 수행하고, 상기 제1 및 제2 온도 센서에서 측정한 온도 정보를 이용하여 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 예측하고, 상기 예측된 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 기반으로 상기 차량 상태 데이터에 의해 모델링된 상기 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 보정하는 제어기를 포함하고,
상기 모델링된 수트량의 보정은,
상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량에서, 상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량과 상기 제1 및 제2 온도 센서에 의해 측정된 온도 정보를 이용하여 예측한 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 합한 값을 2로 나눈 값을 차감한 값으로 보정되는 배기가스 후처리 시스템.Gasoline filtration filter for collecting particulate matter contained in the exhaust gas discharged from the engine;
first and second temperature sensors disposed at each of the front and rear ends of the gasoline filtration filter to measure the front and rear temperatures;
a data detector for detecting vehicle condition data for controlling the gasoline filtration filter; and
Performing fuel cut based on the vehicle state data, predicting the amount of soot combusted in the gasoline filtration filter using the temperature information measured by the first and second temperature sensors, and the predicted gasoline A controller for correcting the amount of soot captured and burned in the gasoline filtration filter modeled by the vehicle state data based on the amount of soot burned in the filtration filter,
The correction of the modeled suit amount is,
The gasoline predicted using the amount of soot captured and burned by the modeled gasoline filtration filter and the temperature information measured by the first and second temperature sensors from the amount of soot captured and burned by the modeled gasoline filtration filter An exhaust gas after-treatment system that is calibrated by subtracting the value obtained by dividing the sum of the amount of soot combusted in the filtration filter by two. 제 1 항에서,
상기 제어기는,
상기 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 모델링하고,
상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량과 상기 예측된 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 차감한 절대값이 임계값(a) 이상이면,
상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 보정하는 배기가스 후처리 시스템.In claim 1,
The controller is
Model the amount of soot collected and burned in the gasoline filtration filter,
If the absolute value obtained by subtracting the amount of soot captured and burned in the modeled gasoline filtration filter and the predicted amount of soot burned in the gasoline filtration filter is greater than or equal to the threshold value (a),
An exhaust gas post-treatment system that corrects the amount of soot captured and burned by the modeled gasoline filtration filter. 제 2 항에서,
상기 제2 온도 센서는,
상기 제어기의 제어에 따라 연료 차단이 수행되면 상기 가솔린 여과 필터 후단의 온도를 측정하고, 측정한 후단 온도 정보를 상기 제어기에 제공하는 배기가스 후처리 시스템.In claim 2,
The second temperature sensor,
When the fuel cutoff is performed under the control of the controller, the exhaust gas aftertreatment system measures the temperature of the rear end of the gasoline filtration filter and provides the measured rear end temperature information to the controller. 제 3 항에서,
상기 제어기는,
상기 제2 온도 센서로부터 제공받은 후단 온도 정보를 확인하고, 연료 차단이 시작하는 시점의 온도를 나타내는 전단 시작 온도를 확인하고, 상기 연료 차단 중 최고 온도를 나타내는 후단 최고 온도를 확인하는 배기가스 후처리 시스템.In claim 3,
The controller is
Exhaust gas post-processing for confirming the rear end temperature information provided from the second temperature sensor, confirming the front end start temperature indicating the temperature at which the fuel cutoff starts, and confirming the rear end maximum temperature indicating the maximum temperature during the fuel cut off system. 제 4 항에서,
상기 전단 시작 온도는,
상기 제1 온도 센서에서 측정한 온도로, 연료 차단이 시작하는 시점의 가솔린 여과 필터의 전단의 온도를 나타내는 배기가스 후처리 시스템.In claim 4,
The shearing start temperature is,
An exhaust gas after-treatment system indicating the temperature of the front end of the gasoline filtration filter at the time the fuel cut-off starts as the temperature measured by the first temperature sensor. 제 1 항에서,
상기 엔진과 상기 가솔린 여과 필터 사이에 배치되어 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하는 촉매 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.In claim 1,
The exhaust gas aftertreatment system according to claim 1, further comprising a catalytic converter disposed between the engine and the gasoline filtration filter to purify the exhaust gas discharged from the engine. 가솔린 여과 필터, 상기 가솔린 여과 필터의 전단 및 후단 각각에 배치된 제1 및 제2 온도 센서를 포함하는 배기가스 후처리 시스템에서 배기가스 후처리를 제어하는 방법에 있어서,
차량 상태 데이터를 확인하는 단계;
상기 차량 상태 데이터를 기반으로 상기 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량을 제어기(Engine Management System; EMS)를 통하여 모델링하는 단계;
상기 차량 상태 데이터를 기반으로 연료 차단 조건을 만족하면, 연료 차단을 수행하는 단계;
상기 제1 온도 센서에서 제1 온도를 측정하고, 상기 제2 온도 센서에서 제2 온도를 측정하며, 상기 측정한 온도 정보를 이용하여 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 예측하는 단계;
상기 측정한 온도 정보를 이용하여 제어 조건에 만족하는지 판단하는 단계; 및
상기 온도 정보가 제어 조건에 만족하면, 상기 모델링된 수트량을 상기 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량으로 판정하고, 상기 온도 정보가 제어 조건에 만족하지 않으면, 상기 모델링된 수트량을 보정하는 단계를 포함하고,
상기 가솔린 여과 필터에 포집되는 수트량을 제어기를 통하여 모델링하는 단계는,
엔진 조건에 따라 상기 가솔린 여과 필터 전단의, 상기 엔진에서 배출되는 수트량에서 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 차감한 값을 상기 가솔린 여과 필터에서 포집되는 수트량으로 모델링하고,
상기 제어 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는,
상기 제1 온도 센서에서 측정한 상기 연료 차단이 시작하는 시점의 전단 시작 온도를 확인하는 단계;
상기 제2 온도 센서에서 측정한 상기 연료 차단 중 후단 최고 온도를 확인하는 단계;
상기 연료 차단이 시작하는 시점의 전단 시작 온도와 상기 연료 차단 중 후단 최고 온도에 따라 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 예측하는 단계; 및
상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량과 상기 예측된 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 차감한 절대값이 임계값(a) 이하인지 판단하는 단계를 포함하며,
상기 모델링된 수트량의 보정은,
상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량에서, 상기 모델링된 가솔린 여과 필터에 포집되어 연소되는 수트량과 상기 제1 및 제2 온도 센서에 의해 측정된 온도 정보를 이용하여 예측한 상기 가솔린 여과 필터에서 연소되는 수트량을 합한 값을 2로 나눈 값을 차감한 값으로 보정되는 배기가스 후처리 제어 방법.A method for controlling exhaust gas post-treatment in an exhaust gas after-treatment system including a gasoline filtration filter, first and second temperature sensors disposed at each of the front and rear ends of the gasoline filtration filter,
checking vehicle status data;
modeling the amount of soot collected and burned in the gasoline filtration filter based on the vehicle state data through a controller (Engine Management System; EMS);
performing a fuel cutoff when a fuel cutoff condition is satisfied based on the vehicle state data;
measuring a first temperature by the first temperature sensor, measuring a second temperature by the second temperature sensor, and predicting an amount of soot burned in the gasoline filtration filter using the measured temperature information;
determining whether a control condition is satisfied using the measured temperature information; and
If the temperature information satisfies the control condition, the modeled amount of soot is determined as the amount of soot collected and burned in the gasoline filtration filter, and if the temperature information does not satisfy the control condition, the modeled amount of soot is corrected comprising steps;
The step of modeling the amount of soot collected in the gasoline filtration filter through a controller,
Modeling the value obtained by subtracting the amount of soot combusted in the gasoline filtration filter from the amount of soot discharged from the engine in front of the gasoline filtration filter according to engine conditions as the amount of soot collected in the gasoline filtration filter,
The step of determining whether the control condition is satisfied,
checking a shearing start temperature at a time when the fuel cutoff starts, measured by the first temperature sensor;
checking the maximum temperature at the rear end of the fuel cutoff measured by the second temperature sensor;
estimating the amount of soot burned in the gasoline filtration filter according to a front-end start temperature at the start of the fuel cutoff and a rear-end maximum temperature during the fuel cutoff; and
Comprising the step of determining whether the absolute value obtained by subtracting the amount of soot captured and burned in the modeled gasoline filtration filter and the predicted amount of soot burned in the gasoline filtration filter is less than or equal to a threshold value (a),
The correction of the modeled suit amount is,
The gasoline predicted using the amount of soot captured and burned by the modeled gasoline filtration filter and the temperature information measured by the first and second temperature sensors from the amount of soot captured and burned by the modeled gasoline filtration filter Exhaust gas post-treatment control method that is corrected by subtracting the value obtained by dividing the sum of the amount of soot burned in the filtration filter by 2. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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