KR20040068236A - 필터 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20040068236A KR10-2004-7009193A KR20047009193A KR20040068236A KR 20040068236 A KR20040068236 A KR 20040068236A KR 20047009193 A KR20047009193 A KR 20047009193A KR 20040068236 A KR20040068236 A KR 20040068236A
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Abstract

소정 기간 내에 있어서의 분진의 증가량을, 필터(32)의 전후 압력 차이(△P)에 근거한 제 1 추정 연산부(52)로부터의 제 1 추정 데이터(D2)에 근거해서 제 1 차분 데이터(DX)로서 얻음과 동시에, 단위 시간당 분진 발생량의 적분에 근거하는 제 2 추정 연산부(53)로부터의 제 2 추정 데이터(D3)에 근거해서 제 2 차분 데이터(DY)로서 얻고, 제 1 차분 및 제 2 차분 데이터(DX, DY)로부터 연산된 보정 데이터(D4)에 의해 제 2 추정 데이터(D3)를 보정해서 보정 제 2 추정 데이터(D6)를 얻는다. 판별부(73)에 의해 제 1 추정 데이터(D2) 또는 보정 제 2 추정 데이터(D6) 중에 보다 적절한 데이터는 어느 것인가의 판별을 실행하고, 이로써 선택된 추정 데이터(Q)를 이용하여 필터의 재생 제어를 실행한다.

Description

필터 제어 방법 및 장치{FILTER CONTROL METHOD AND DEVICE}
디젤 엔진의 배기가스 중에 포함된 미립자가 대기 중에 확산되는 것을 억제하기 위해서, 디젤 엔진의 배기 계통에 장착해서 배기가스 중의 디젤 분진을 후처리하기 위한 여러 가지 장치가 최근 개발되고 있다. 이 종류의 배기가스 처리장치로서, 디젤 엔진의 배기가스 중에 포함되는 분진을 필터를 이용하여 포집하도록 한 구성의 것이 종래 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이 분진 포집용 필터는, 배기가스로부터 분진을 분리하기 위해 세라믹제나 금속제의 필터 소자를 이용하여 분진을 포집하는 구성이기 때문에, 필터 내에는 포집된 분진이 점차로 퇴적되어, 결과적으로는 필터가 막히는 상태가 되고, 배기가스를 통과시킬 수 없게 되어버린다.
이 때문에, 종래에 있어서는, 필터에 퇴적된 분진의 양을 필터의 전후 차압(압력 차이)에 근거하여, 또는 단위 시간당에 엔진으로부터 발생하는 분진의 양을 엔진의 운전 조건에 근거하여 적분 계산함으로써 추정하고, 분진의 추정 퇴적량이소정 레벨에 달했을 경우에 배기가스 온도를 상승시키기 위한 엔진 운전 제어를 실행하고, 이로써 분진을 연소시켜서 필터의 재생을 실행하도록 한 필터 제어 장치가 사용되고 있다.
이 종류의 필터에 있어서는, 필터에 퇴적된 분진 중 고온의 가스에 가장 노출되는 부분에 있어서 산화가 촉진되는 현상이 발생한다.
이 결과, 분진 퇴적층의 일부가 항상 배기가스를 통과시키기 쉬운 상태로 유지되어버려, 필터에 있어서의 배기 저항의 상승이 정지하고, 다른 부분에서는 필터에서 분진의 퇴적이 진행되고 있음에도 불구하고 배기 저항의 레벨이 일정 값에 안정되어버리고 만다. 이러한 현상이 생기면, 필터에 대량의 분진이 퇴적되더라도, 종래의 압력 차이 검지를 주체로 한 방법으로는 분진의 증가를 검지할 수 없다. 이 결과, 필터의 강제 재생의 타이밍이 늦어져, 필터의 허용 범위를 초과한 분진량에서 재생이 개시됨으로써 분진의 산화 반응이 격렬하게 진행되어, 필터의 용손(fusion damage)이 발생할 우려가 있다.
한편, 엔진이 단위 시간당 발생시키는 분진의 양을, 미리 기준 엔진에서 계측된 맵 데이터에 의해 연산하고, 그 값을 적분함으로써 필터에의 분진의 퇴적량을 추정하는 구성을 채용할 경우에는, 엔진의 개체 차이, 사용하는 연료의 성상, 연료분사노즐 또는 기타 다른 부품의 열화 등에 의해 미리 기준 엔진에서 계측된 단위 시간당 분진 발생량이 실제의 분진 발생량과 어긋나게 된다. 또한, 이 분진 퇴적량의 추정에 사용하는 퇴적량 맵은 엔진을 정상 운전 상태에서 측정한 분진 퇴적량에 근거하고 있기 때문에, 과도 운전 상태에 있어서는 퇴적량을 정확하게 맵 연산할 수 없다. 이 결과, 분진 퇴적량의 추정을 정밀하게 실행하는 것이 어렵다는 문제점이 존재한다.
이렇게, 종래에 있어서는, 필터에 퇴적한 분진의 양을 정밀하게 추정하는 것이 어렵고, 필터의 재생을 적절한 타이밍에서 실행하는 것이 곤란하므로, 재생시에 필터를 용손시키거나 연료 소비율을 저하시키는 불량이 발생하고 있다.
발명의 요약
본 발명의 목적은, 종래 기술에 있어서의 상술한 문제점을 해결할 수 있는 필터 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의하면, 디젤 분진을 포집하기 위한 필터에 퇴적된 분진의 양을, 해당 필터의 전후 압력 차이 및/또는 주어진 단위 시간당 분진 발생량을 엔진의 운전 조건을 고려해서 적분한 적분치에 근거하여 추정해서 해당 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 필터 제어 방법에 있어서, 소정 기간 내에 있어서의 분진의 증가량을, 상기 전후 압력 차이에 근거해서 제 1 분진 증가량으로서 얻는 것과 동시에, 상기 적분치에 근거해서 제 2 분진 증가량으로서 얻는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 분진 증가량으로부터 상기 적분치에 대한 보정을 위한 보정 데이터를 얻는 단계와, 상기 적분치를 상기 보정 데이터를 이용하여 보정해서 보정 적분치를 얻는 단계를 포함하고, 상기 보정 적분치 또는 상기 전후 압력 차이를 이용하여 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 것을 특징으로 하는 필터 제어 방법이 제안된다.
또한, 본 발명에 의하면, 디젤 분진을 포집하기 위한 필터의 전후 압력 차이에 근거해서 분진 퇴적량을 추정 연산하는 제 1 연산 수단과, 주어진 단위 시간당 분진 발생량을 엔진의 운전 조건을 고려해서 적분함으로써 분진 퇴적량을 추정 연산하는 제 2 연산 수단을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 연산 수단의 출력에 근거해서 상기 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 필터 제어 장치에 있어서, 주어진 2개의 다른 타이밍간에 있어서의 분진 퇴적량의 증가분을 상기 제 1 연산 수단의 출력에 근거해서 연산해서 제 1 출력으로서 출력함과 동시에, 상기 제 2 연산 수단의 출력에 근거해서도 연산해서 제 2 출력으로서 출력하는 수단과, 상기 제 1 및 제 2 출력에 응답해 상기 제 2 연산 수단의 출력에 대한 보정을 위한 보정 데이터를 얻기 위한 수단과, 상기 제 2 연산 수단의 출력을 상기 보정 데이터를 이용하여 보정해서 보정 출력을 얻기 위한 수단을 구비하고, 상기 보정 출력과 상기 제 1 연산 수단의 출력을 이용하여 상기 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 것을 특징으로 하는 필터 제어 장치가 제안된다.
본 발명은, 엔진의 배기가스 중에 포함된 분진을 포집하기 위한 필터를 적절한 타이밍에서 재생할 수 있게 하는 필터 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명을 디젤 기관의 배기가스 후처리를 위한 필터의 제어에 적용했을 경우의 일 실시예를 도시하는 전체 구성도,
도 2는, 도 1에 도시한 필터 제어 유닛의 개략 구성을 도시하는 블럭도,
도 3은, 도 2에 도시한 추정 연산 유닛의 상세 블럭도.
본 발명을 보다 상세하게 서술하기 위해 첨부 도면을 따라 설명한다.
도 1은, 본 발명을 디젤 기관의 배기가스 후처리를 위한 필터의 제어에 적용했을 경우의 일 실시예를 도시하는 전체 구성도이다. 참조 부호 1로 표시되는 것은 4기통의 디젤 기관이며, 각 기통(2 내지 5)에는 각각 분사기(injector)(6 내지 9)가 설치된다. 이 분사기(6 내지 9)의 동작은 엔진 제어 유닛(10)에 의해 제어되어, 고압연료를 소요의 타이밍에서 소요량만큼 대응하는 기통 내에 분사 공급할 수 있는 공지의 구성으로 되어 있다.
흡기 매니폴드(11)에 접속되어 있는 흡기 덕트(12)에는 인터쿨러(13) 및 에어 클리너(14)가 설치되어 있으며, 한편, 배기 매니폴드(15)에 접속되어 있는 배기 덕트(16)에는 배기가스 후처리 장치(30)가 부착되어 있다.
흡기 덕트(12)와 배기 덕트(16) 사이에는, EGR 제어 밸브(17)를 설치한 배기 재순환로(18)가 설치되어 있어, 엔진 제어 유닛(10)에 의해 제어되는 액추에이터(19)에 의해 EGR 제어 밸브(17)의 개방도가 조절된다. 이로써, 배기 덕트(16) 내를 흐르는 배기가스 일부를 양을 조절해서 흡기 매니폴드(11)에 되돌릴 수 있는 구성이 가능하다. 참조 부호 20으로 표시되는 것은 배기 터빈 과급기(exhaust turbocharger)이며, 배기 덕트(16) 내에 배설된 배기 터빈(21)과 흡기 덕트(12) 내에 배설되어 있어서 배기 터빈(21)에 의해 구동되는 컴프레서(22)로 구성되어 있다.
배기가스 후처리 장치(30)는, 산화 촉매(31)와 분진 포집용의 필터(32)를 구비하며, 배기 덕트(16) 내로 흐르는 폐기 가스가 우선 산화 촉매(31)로 흐르고 이어서 필터(32)로 흐르는 구성으로 되어 있다. 산화 촉매(31)는, 예를 들면 벌집(honeycomb) 형상의 코디어라이트(cordierite) 또는 내열강으로 이루어지는 담체(support)의 표면에, 활성 알루미나 등을 코팅해서 워시코트 층(washcoating layer)을 형성하고, 이 코트 층에 백금, 팔라듐(palladium), 혹은 로듐(rhodium) 등의 귀금속으로 이루어지는 촉매 활성 성분을 담지시킨 구성으로 되어 있다. 산화 촉매는, 배기가스 중의 NO를 산화시켜 NO2를 생성하는 동시에, 배기가스 중의 HC와 CO를 산화시켜 H2O와 CO2를 생성하는 구성으로 되어 있다.
필터(32)는, 예를 들면 다공질의 코디어라이트, 혹은 탄화규소에 의해 다수의 셀이 평행하게 형성되어, 셀의 입구와 출구가 교대로 폐쇄되어 있는, 이른바 월플로우(wallflow) 유형 벌집 필터나, 세라믹 섬유를 스테인리스 다공관에 몇 층으로 둘러 감은 섬유형 필터를 사용한 것으로, 배기가스 중의 분진을 포집한다.
필터(32)의 입구측(앞)과 출구측(뒤)에는, 각각 배기가스의 압력을 검출하기 위한 제 1 압력 센서(33) 및 제 2 압력 센서(34)가 설치된다. 제 1 압력 센서(33)로부터는 필터(32) 입구측에 있어서의 배기가스 압력(P1)을 도시하는 제 1 압력 신호(S1)를 출력할 수 있고, 제 2 압력 센서(34)로부터는 필터(32) 출구측에 있어서의 배기가스 압력(P2)을 도시하는 제 2 압력 신호(S2)를 출력할 수 있다. 부호(35)로 표시되는 것은 배기 덕트(16) 내를 흐르는 배기가스의 유량을 검출하기 위한 유량 센서이며, 유량 센서(35)로부터의 배기 유량 신호(F)는 제 1 압력신호(S1) 및 제 2 압력 신호(S2)와 함께 필터 제어 유닛(40)에 입력되고 있다.
여기에서, 유량 센서(35)에 의한 배기 유량 검출 대신에, 흡입 공기량, 분사량, 배기 온도, 배기 압력으로부터 계산을 통해 배기가스의 유량을 구하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, PV = nRT(여기서, P:압력, V:부피, T:온도, nR:가스 정수)의 관계식을 채용하고, 부피의 시간 미분을 계산하는 것으로 부피 유량을 연산할 수 있다.
필터 제어 유닛(40)은, 필터(32)에 의해 포집된 분진의 퇴적량을 추정하고, 이 추정 결과에 근거해서 필터(32)를 재생시키기 위한 엔진 제어를 실행하는 장치다.
도 2는, 필터 제어 유닛(40)의 개략구성을 도시하는 블럭도이다. 필터 제어 유닛(40)은, 필터(32)에 퇴적한 분진량의 추정 연산을 실행해 그 추정 결과를 도시하는 추정 데이터(Q)를 출력하는 추정 연산 유닛(41)과, 추정 데이터(Q)에 근거해서 필터(32)의 재생 제어를 실행하기 위한 재생 제어 유닛(42)을 구비하고 있어, 추정 연산 유닛(41)에는, 제 1 압력 신호(S1), 제 2 압력 신호(S2), 배기 유량 신호(F), 디젤 기관(1)의 운전 조건을 도시하는 엔진 운전 데이터(M)가 입력되어 있다.
제 3 도는, 추정 연산 유닛(41)의 상세 블록도이다. 참조 부호(51)는 제 1 압력 신호(S1)와 제 2 압력 신호(S2)에 응답해 필터(32)의 전후 압력 차이(△P)(=P1-P2)를 연산하고, 그 연산 결과를 도시하는 차압 데이터(D1)를 출력하는 차압 연산부이다. 차압 데이터(D1)는, 배기 유량 신호(F)가 입력되어 있는제 1 추정 연산부(52)에 입력되어, 여기에서 전후 압력 차이(△P)와, 배기 유량 신호(F)에 의해 표시되는 배기 유량으로부터 필터(32)에 퇴적하고 있는 분진의 양이 추정 연산되어, 그 추정 연산 결과를 도시하는 제 1 추정 데이터(D2)를 출력할 수 있다.
한편, 제 2 추정 연산부(53)는, 디젤 기관(1)의 순간적인 운전 동작점을 표시하는 엔진 운전 데이터(M)를 고려하고, 제 2 추정 연산부(53) 내에 미리 받아들여져 있는 주어진 단위 시간당 분진 발생량을 표시하는 데이터를 적분처리하고, 이 적분처리에 의해 얻을 수 있는 값을 분진 퇴적량의 추정치를 도시하는 제 2 추정 데이터(D3)로서 출력하는 구성으로 되어 있다. 제 2 추정 연산부(53)에서 사용하는 단위 시간당 분진 발생량을 표시하는 데이터는, 실험 등에 의해 미리 얻을 수 있는 값을 적시에 사용할 수 있고, 이 주어진 단위 시간당 분진 발생량 데이터를 엔진 운전 데이터(M)에 의해 표시되는 엔진 운전 조건을 고려해서 적분처리하고, 이로써 분진의 퇴적량을 추정하는 구성 자체는 공지되어 있기 때문에, 여기에서는 제 2 추정 연산부(53)의 상세 구성에 관한 설명을 생략한다.
부호(60)로 표시되는 블록은, 디젤 기관(1)이 있는 소정의 운전 기간 내에 있어서, 제 1 추정 데이터(D2)에 근거하는 분진 퇴적량의 증가분(△A)과 제 2 추정 데이터(D3)에 근거하는 분진 퇴적량의 증가분(△B)을 연산하여 △A와 △B를 비교하고, 이 비교 결과에 근거하여, 보다 정밀도가 높은 분진 퇴적량 추정치를 얻기 위해서 제 2 추정 데이터(D3)를 보정하기 위한 보정 데이터를 산출하기 위한 보정 데이터 연산부이다.
보정 데이터 연산부(60)에 대해서 설명하면, 계측 개시 판정부(61)로부터의 개시 신호(SA)에 응답해서 제 1 및 제 2 유지부(first and second caches)(62, 63)가 동작하고, 개시 신호(SA)를 출력할 수 있는 타이밍에 있어서의 제 1 추정 데이터(D2), 제 2 추정 데이터(D3)의 각 값(D2A, D3A)이 제 1 유지부(62), 제 2 유지부(63)에 각각 유지된다. 개시 신호(SA)는, 예를 들면 소정의 일정 시간 간격에서 출력할 수 있도록 계측 개시 판정부(61)를 구성할 수 있다.
계측 종료 판정부(64)는, 개시 신호(SA)가 출력되고 나서 소정 시간 경과 후에 종료 신호(SB)를 출력하도록 개시 신호(SA)에 응답해서 작동하는 타이머로서 구성되어 있고, 종료 신호(SB)는 제 1 차분 연산부(65) 및 제 2 차분 연산부(66)에 입력된다. 또, 타이머를 채용하는 구성 대신에, 개시 신호(SA)가 출력된 후, 검지된 분진 퇴적 증가량이 소정치가 되었을 때에 종료 신호(SB)를 출력하는 구성으로 할 수도 있다.
제 1 차분 연산부(65)에는 제 1 유지부(62)에 있어서 유지되어 있는 값(D2A)이 주어지고, 제 1 차분 연산부(65)는 종료 신호(SB)의 출력 타이밍에 있어서 제 1 추정 데이터(D2)의 값(D2B)을 넣고, 값(D2B)과 값(D2A)간의 차분(△A)이 연산된다. 따라서, 차분(△A)은, 개시 신호(SA) 출력으로부터 종료 신호(SB) 출력까지의 소정 기간(T0)에 있어서 필터(32)에 퇴적된 분진의 양에 관한 제 1 추정 연산부(52)에 의한 추정치이다.
마찬가지로, 제 2 차분 연산부(66)에는 제 2 유지부(63)에 있어서 유지되어 있는 값(D3A)이 주어지고, 종료 신호(SB)의 출력 타이밍에 있어서 제 2 추정 데이터(D3)의 값(D3B)을 넣고, 값(D3B)과 값(D3A)간의 차분(△B)이 연산된다. 따라서, 차분(△B)은, 개시 신호(SA) 출력으로부터 종료 신호(SB) 출력까지의 소정 기간(T0)에 있어서 필터(32)에 퇴적된 분진의 양에 관한 제 2 추정 연산부(53)에 의한 추정치이다.
제 1 차분 연산부(65)로부터는 차분(△A)을 도시하는 제 1 차분 데이터(DX)를 출력할 수 있고, 제 2 차분 연산부(66)로부터는 차분(△B)을 도시하는 제 2 차분 데이터(DY)를 출력할 수 있다. 제 1 차분 데이터(DX), 제 2 차분 데이터(DY)는 계수 연산부(67)에 입력되고, 여기에서 △A/△B의 연산이 실행되어, 그 연산 결과를 도시하는 계수 데이터(DC)를 출력할 수 있다.
계수 데이터(DC)는 계수 데이터 메모리(68)에 보내진다. 계수 데이터 메모리(68)는, 계수 연산부(67)로부터 계수 데이터(DC)가 출력될 때마다 전번의 계수 데이터가 순차적으로 시프트되어서 저장되는 시프트 레지스터형 메모리로 되어 있으며, 본 명세서에서는 최신 5개의 계수 데이터를 저장할 수 있는 구성으로 되어 있다.
데이터 판정부(69)에는, 계수 연산부(67)로부터의 계수 데이터(DC)와, 계수 데이터 메모리(68)에 받아들여져 있었던 5단계전의 계수 데이터가 입력되어, 여기에서 계수 연산부(67)로부터의 계수 데이터(DC)의 타당성이 판별된다. 본 실시예에서는, 데이터 판정부(69)에서 계수 데이터(DC)보다 전에 얻을 수 있은 계수 데이터에 근거해서 계수 데이터의 이동 평균치가 계산되어 있고, 이 이동 평균치와 계수 연산부(67)로부터의 계수 데이터(DC)를 대소 비교하고, 그 차분이 소정치 이하인 경우에는 계수 연산부(67)로부터의 계수 데이터(DC)의 값이 타당하다고 판단되어 최신의 계수 데이터(DC)가 보정 데이터(D4)로서 출력될 수 있다. 한편, 그 차분이 소정치보다 크다면 최신의 계수 데이터(DC)의 값은 부적당하다고 판단되어, 데이터 판정부(69)에서 계산된 이동 평균치에 근거한 데이터, 예컨대 그 때의 이동 평균치가 보정 데이터(D4)로서 출력될 수 있다.
즉, 보정 데이터 연산부(60)에서는, 어떤 소정의 기간에 있어서 제 1 추정 연산부(52)에서의 추정에 의한 분진의 증가량과 제 2 추정 연산부(53)에서의 추정에 의한 분진의 증가량간의 비를 계산하고, 이 비에 근거해서 보정 데이터(D4)를 출력하는 구성이다.
제 1 추정 연산부(52)는 필터(32)의 전후 압력 차이에 근거해서 분진의 퇴적량 추정을 실행하므로, 필터(32)가 신품 또는 재생된 직후에 있어서는 상당히 정밀하게 분진의 퇴적량 추정을 실행할 수 있다는 특징을 갖고 있다. 그러나, 필터(32)에 어느 정도 분진이 퇴적된 후에는, 전술된 바와 같이, 배기가스에 의해 부분적으로 분진이 산화하는 작용이 시작되어, 분진의 계속적인 퇴적에도 불구하고 전후 압력 차이 레벨이 그다지 변화되지 않아, 정확한 분진 퇴적량 추정을 불가능하게 하는 불량이 발생되고 있다.
한편, 제 2 추정 연산부(53)에 의한 추정은, 엔진의 단위 시간당 분진 발생량에 관한 데이터를 미리 주고, 이 데이터를, 운전 조건을 고려해서 적분처리하는 것이기 때문에, 단위 시간당 분진 발생량을 표시하는 데이터가 실제의 발생량과 조금 부정합되는 경우가 있다.
따라서, 제 1 추정 연산부(52)와 제 2 추정 연산부(53)간에 있어서 동일 조건에서 실제로 분진 퇴적량 추정 연산을 실행하고, 그 결과를 비교하는 것에 의해 제 2 추정 연산부(53)로부터의 제 2 추정 데이터(D3)의 값에 대한 보정 계수를 보정 데이터 연산부(60)에서 연산하도록 하고 있다. 따라서, 보정 데이터 연산부(60)에서의 보정 데이터(D4)를 얻기 위한 연산은, 제 1 추정 연산부(52)에 있어서 비교적 정확한 추정 연산을 행할 수 있는 조건 하에서 실행되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 필터(32)가 신품으로 변환된 직후로부터의 소정 기간 내, 또는 필터(32)를 재생한 직후로부터의 소정 기간 내에 보정 데이터(D4)를 얻기 위한 연산이 실행되도록 계측 시작 판정부(61), 계측 종료 판정부(64)의 판정 타이밍을 정하는 것이 바람직하다. 이들 기간은, 분진의 퇴적이 안정해서 상승하는 기간이다.
데이터 판정부(69)로부터의 보정 데이터(D4)는, 계수 연산부(70)에 보내져, 여기에서 제 2 추정 데이터(D3)에 대한 보정 계수가 연산된다. 이에 의해 얻을 수 있는 보정 계수 데이터(D5)는 승산기(multiplier)(71)에 보내져, 여기에서 제 2 추정 데이터(D3)와 보정 계수 데이터(D5)에 의한 승산이 실행되어, 이로써 보정 제 2 추정 데이터(D6)를 얻을 수 있다. 보정 보존 연산(compensate/save computation)은, 적어도, 필터(32)의 재생 처리가 실행될 때마다 1회 실행되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
보정 제 2 추정 데이터(D6)와 제 1 추정 데이터(D2)는 선택부(72)에 보내져, 판별부(73)로부터의 판별 데이터(D7)에 의해, 보정 제 2 추정 데이터(D6) 또는 제1 추정 데이터(D2) 중에 어느 한편의 적절한 데이터가 선택되어, 선택된 데이터가 그대로 분진 퇴적량 추정치를 표시하는 추정 데이터(Q)로서 출력될 수 있다.
본 실시예에서, 판별부(73)는,
(1) 분진 퇴적량의 추정치가 소정치 이하,
(2) 전후 압력 차이(△P)의 값이 소정치 이하,
(3) 전후 압력 차이(△P)의 변동폭이 소정치 이상,
(4) 제 2 압력 센서(34) 또는 제 2 압력 센서(34)가 고장인 경우 중의 적어도 어느 하나를 판별하도록 구성되어 있다. 그리고, (1)∼(4)의 경우 중에 적어도 어느 하나에 해당하고 있을 경우에는 보정 제 2 추정 데이터(D6)를 선택하고, 그 외의 경우에는 제 1 추정 데이터(D2)를 선택하는 구성으로 되어 있다.
필터 제어 유닛(40)은, 이상과 같이 구성되어 있으므로, 추정 연산 유닛(41)에 있어서, 필터(32)의 전후 압력 차이(△P)에 근거하는 제 1 추정 데이터(D2), 또는 주어진 단위 시간당 분진 발생량의 적분처리에 근거하는 연산에 의해 얻을 수 있는 제 2 추정 데이터(D3)를 보정 데이터 연산부(60)에 있어서 얻을 수 있는 보정 데이터(D4)를 이용하여 보정하는 것에 의해 얻을 수 있는 보정 제 2 추정 데이터(D6) 중의 어느 하나보다 더 적절한 데이터를 추정 데이터(Q)로서 얻을 수 있다. 따라서, 추정 데이터(Q)는, 종래에 비교하여, 지극히 정밀도가 높은 분진 퇴적량 추정치가 된다.
또, 전후 압력 차이의 시간적 변화로부터 압력 차이의 상승이 포화하고 있는지 아닌지를 판별하고, 압력 차이의 상승이 포화하고 있다고 판별되었을 경우에는,이후 적분치에 근거해서 필터의 재생 제어를 실행하도록 할 수도 있다.
재생 제어 유닛(42)은, 추정 데이터(Q)에 응답하여, 분진 퇴적량이 소정치를 초과하는지 아닌지를 판별하고, 추정 데이터(Q)에 의해 분진 퇴적량이 소정치를 초과하고 있다고 판별되었을 경우에는 재생 신호(CS)를 출력할 수 있으며, 재생 신호(CS)는 엔진 제어 유닛(10)에 입력된다. 엔진 제어 유닛(10)은, 재생 신호(CS)에 응답하여, 필터(32)의 재생 때문에 필요한 분사 타이밍 지각 제어(injection timing retard control)를 실행하고, 이로써 배기가스의 온도를 상승시키며, 필터(32)에 퇴적하고 있는 분진을 연소시켜, 필터(32)의 재생을 실행한다.
추정 연산 유닛(41)으로부터 얻을 수 있는 추정 데이터(Q)는, 상술한 바와 같이, 필터(32)에 퇴적된 분진의 양을 정확하게 표시하고 있으므로, 필터(32)의 재생 제어를 적절하게 실행하는 것이 가능해지고, 재생시에 있어서의 필터(32)의 손상을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 필터 용손을 방지하기 위해서, 지나치게 분진이 고여 있지 않다고 판단되는 단계에 있어서 재생 제어를 실행하기로 했을 경우, 필터 재생 제어 때문에 연료 소비율이 대폭 악화해버리지만, 본 방식에서는 검지 정밀도가 향상했기 때문, 연료 소비의 악화를 최소한으로 저지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 필터에 퇴적된 분진의 양을 정확하게 추정할 수 있기 때문에, 필터의 재생 제어를 적절하게 실행하는 것이 가능해지고, 재생시의 필터 손상을 유효하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 필터 재생을 위한 연료 소비를 억제할 수 있으므로 연료 소비율을 개선시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의한 필터 제어 방법 및 장치는, 필터의 재생을 적절한 타이밍에서 실행하는 데도 유용하다.

Claims (14)

  1. 디젤 분진을 포집하기 위한 필터에 퇴적한 분진의 양을, 해당 필터의 전후 압력 차이 및/또는 주어진 단위 시간당 분진 발생량을 엔진의 운전 조건을 고려해서 적분한 적분치에 근거하여 추정해서 해당 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 필터 제어 방법에 있어서,
    소정 기간 내에 있어서의 분진의 증가량을, 상기 전후 압력 차이에 근거해서 제 1 분진 증가량으로서 얻는 것과 동시에, 상기 적분치에 근거해서 제 2 분진 증가량으로서 얻는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 분진 증가량으로부터 상기 적분치에 대한 보정을 위한 보정 데이터를 얻는 단계와,
    상기 적분치를 상기 보정 데이터를 이용하여 보정해서 보정 적분치를 얻는 단계를 포함하며,
    상기 보정 적분치 또는 상기 전후 압력 차이를 이용하여 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 것을 특징으로 하는
    필터 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분진 증가량을, 분진의 퇴적이 안정적으로 상승하는 소정의 기간 내에 있어서 얻도록 한
    필터 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 데이터를 얻는 단계에서는, 상기 제 1 및 제 2 분진 증가량의 비로부터 계수 데이터를 연산하고, 해당 계수 데이터의 타당성 판정 및 판정 결과에 근거해서 상기 계수 데이터 또는 상기 계수 데이터의 이동 평균치 중의 어느 하나를 상기 보정 데이터라고 하도록 한
    필터 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 적분치와 상기 전후 압력 차이 중에 어느 것을 재생 제어에 채용할지를 판별하기 위한 판별 단계를 더 포함하는
    필터 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판별 단계에서는,
    (1) 분진 퇴적량의 추정치가 소정치 이하인지,
    (2) 전후 압력 차이(△P)의 값이 소정치 이하인지,
    (3) 전후 압력 차이(△P)의 변동폭이 소정치 이상인지,
    (4) 제 2 압력 센서(34) 또는 제 2 압력 센서(34)가 고장인지 아닌지를 판별하고, 상기(1) 내지 (4) 중의 적어도 어느 하나에 해당하고 있는 경우에만 상기 보정 적분치 데이터를 선택하도록 한
    필터 제어 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 계수 데이터의 연산은, 적어도 필터의 재생 처리가 실행될 때마다 1회 실행되도록 한
    필터 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전후 압력 차이의 시간적 변화로부터 압력 차이의 상승이 포화하고 있는지 아닌지를 판별하고, 압력 차이의 상승이 포화하고 있다고 판별되었을 경우에는, 이후 상기 적분치에 근거해서 필터의 재생 제어를 실행하도록 한
    필터 제어 방법.
  8. 디젤 분진을 포집하기 위한 필터의 전후 압력 차이에 근거해서 분진 퇴적량을 추정 연산하는 제 1 연산 수단과, 주어진 단위 시간당 분진 발생량을 엔진 운전 조건을 고려해서 적분함으로써 분진 퇴적량을 추정 연산하는 제 2 연산 수단을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 연산 수단의 출력에 근거해서 상기 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 필터 제어 장치에 있어서,
    주어진 2개의 서로 다른 타이밍간에 있어서의 분진 퇴적량의 증가분을 상기 제 1 연산 수단의 출력에 근거하여 연산해서 제 1 출력으로서 출력하는 것과 동시에, 상기 제 2 연산 수단의 출력에 근거하여 연산해서 제 2 출력으로서 출력하는 수단과,
    상기 제 1 및 제 2 출력에 응답해 상기 제 2 연산 수단의 출력에 대한 보정을 위한 보정 데이터를 얻기 위한 수단과, 상기 제 2 연산 수단의 출력을 상기 보정 데이터를 이용하여 보정해서 보정 출력을 얻기 위한 수단을 구비하고,
    상기 보정 출력과 상기 제 1 연산 수단의 출력을 이용하여 상기 필터의 재생 제어를 실행하도록 한 것을 특징으로 하는
    필터 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 출력을, 분진의 퇴적이 안정적으로 상승하는 소정의 기간 내에 있어서 얻도록 한
    필터 제어 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보정 데이터를 얻기 위한 수단에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 출력의 비로부터 계수 데이터를 연산하고, 해당 계수 데이터의 타당성 판정 및 판정 결과에 근거해서 상기 계수 데이터 또는 상기 계수 데이터의 이동 평균치 중의 어느 하나를 상기 보정 데이터라고 하도록 한
    필터 제어 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 보정 출력과 상기 제 1 연산 수단의 출력 중에 어느 것을 재생 제어에 채용할지를 판별하기 위한 판별 수단을 더 구비한
    필터 제어 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 판별 수단에 있어서,
    (1) 분진 퇴적량의 추정치가 소정치 이하인지,
    (2) 전후 압력 차이(△P)의 값이 소정치 이하인지,
    (3) 전후 압력 차이(△P)의 변동폭이 소정치 이상인지,
    (4) 제 2 압력 센서(34) 또는 제 2 압력 센서(34)가 고장인지 아닌지를 판별하고, 상기(1) 내지 (4) 중의 적어도 어느 하나에 해당하고 있는 경우에만 상기 보정 출력을 선택하도록 한
    필터 제어 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 계수 데이터의 연산은, 적어도 필터의 재생 처리가 실행될 때마다 1회실행되도록 한
    필터 제어 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 전후 압력 차이의 시간적 변화로부터 압력 차이의 상승이 포화하고 있는지 아닌지를 판별하고, 압력 차이의 상승이 포화하고 있다고 판별되었을 경우에는, 이후 상기 제 1 연산 수단의 출력에 근거해서 필터의 재생 제어를 실행하도록 한
    필터 제어 장치.
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