KR20130087204A - 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법 - Google Patents

디젤매연필터의 강제재생 보호 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은, 디젤 매연필터(DPF)를 강제 재생을 수행하도록 하는 재생신호가 있는지를 판단하는 강제 재생 판단단계(S10); 상기 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 있으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이를 'ON'하여 엔진에 전원을 계속 제공하며 다음단계로 넘어가는 릴레이 유지 단계(S20); 상기 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 없으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이 'OFF'가능한 상태로 유지시키고, 다음 단계로 넘어가는 릴레이 종료대기 단계(S30); 상기 릴레이 유지단계(S20)와 상기 릴레이 종료대기 단계(S30) 이후에 키(20)가 'OFF'위치 인지를 판단하고, 키(20)가 'ON'위치 이면 상기 강제 재생판단단계(S10)로 되돌아가는 키 OFF 판단단계(S40); 및 상기 키 OFF 판단단계(S40)에서 키(20)가 'OFF'이면 강제 재생이 완료될 때까지 상기 릴레이를 “ON”상태를 유지 후 'OFF'하고 종료하는 종료 단계(S100);를 포함한다.

Description

디젤매연필터의 강제재생 보호 방법{regeneration protection method for diesel particulate filter}
본 발명은 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디젤매연필터의 강제재생이 진행되는 동안에 키(key)가 'off'되더라도 디젤매연필터의 강제재생이 완료되도록 하여 디젤매연필터와 엔진의 파손을 방지하도록 하는 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법에 관한 것이다.
디젤 엔진의 배기 경로 중에 배기가스 정화 장치(후처리 장치)로서 디젤 매연 필터(diesel particulate filter) 등을 설치하고, 디젤 엔진으로부터 배출된 배기가스를 디젤 매연 필터 등에 의해 정화 처리하도록 한 기술이 알려져 있다. 상술한 디젤 매연 필터는 이하에서 "DPF"로 약칭한다.
건설기계에는 디젤 엔진과 유압펌프가 구비되고, 디젤 엔진은 동력을 출력하여 유압펌프를 구동하며, 유압펌프는 유압회로를 운용하도록 작동유를 토출한다.
디젤엔진이 구동되는 동안에 필연적으로 배기가스가 배출되고, 그러한 배기가스에는 질소산화물(NOx)이 포함되어 있으며, 이러한 질소산화물은 대기환경 오염에 악영향을 끼치는 문제가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 상술한 바와 같은 DPF가 이용된다. 통상의 건설기계에는 DPF가 배기가스 머플러 내부에 설치된다.
한편, DPF에는 엔진의 불완전연소에 의해 발생되는 입자의 수트(Soot)가 쌓인다. 이러한 수트는 DPF의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 배기가스 머플러의 배압을 크게 함으로써 엔진의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서 DPF 및 엔진의 성능을 유지하기 위해서는 수트를 제거하여야 한다.
이러한 수트는 배기가스 온도가 고온이 될 경우 자연적으로 연소되어 제거된다. 이러한 수트의 제거를 자연재생이라 한다. 하지만, 상술한 자연재생이 적절한 시점에 제대로 이루어지지 않는 경우 결국 수트를 강제로 제거시켜야 하는데, 이러한 수트의 제거를 강제 재생이라 한다.
강제 재생을 위해서는 엔진의 출력을 강제로 높여 배기가스의 온도를 강제로 상승시키거나, 강제로 상승된 배기가스에 연료를 분사하여 수트를 제거하기 위한 온도로 배기가스를 강제로 연소시키는 방법이 있다.
강제 재생을 수행하는 일정은 프로그램에 의해 짜일 수 있고, 프로그램에 의해 짜인 일정에 따라 강제재생이 수행된다.
종래에는 DPF에 수트(soot)가 일정 량 이상으로 높아질 경우에는 연료 분사를 통해 강제 재생을 진행한다.
그런데 DPF 강제재생이 진행되는 도중에 운전자가 엔진 가동을 멈추고, 키를 'OFF'할 경우에는 강제재생이 불완전 진행된다.
강제재생이 정상적으로 완료되지 않은 경우에는 DPF의 수명이 단축되고, 엔진의 파손의 원인이 되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0074845호 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0062127호 상기 특허문헌1, 2는 본 발명과 직접적인 관련은 없으나, 인접한 기술분야로서 디젤엔진에서 배출되는 질소산화물(NOx)을 제거하도록 하는 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter)와 관련된 기술이 기재 되어 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디젤매연필터의 강제재생이 진행 중일 때에 운전자가 키를 'OFF'하더라도 강제재생이 완료될 때까지 엔진의 구동을 유지하도록 하는 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은, 디젤 매연필터(DPF)를 강제 재생을 수행하도록 하는 재생신호가 있는지를 판단하는 강제 재생 판단단계(S10); 상기 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 있으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이를 'ON'하여 엔진에 전원을 계속 제공하며 다음단계로 넘어가는 릴레이 유지 단계(S20); 상기 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 없으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이 'OFF'가능한 상태로 유지시키고, 다음 단계로 넘어가는 릴레이 종료대기 단계(S30); 상기 릴레이 유지단계(S20)와 상기 릴레이 종료대기 단계(S30) 이후에 키(20)가 'OFF'위치 인지를 판단하고, 키(20)가 'ON'위치 이면 상기 강제 재생판단단계(S10)로 되돌아가는 키 OFF 판단단계(S40); 및 상기 키 OFF 판단단계(S40)에서 키(20)가 'OFF'이면 강제 재생이 완료될 때까지 상기 릴레이를 “ON”상태를 유지 후 'OFF'하고 종료하는 종료 단계(S100);를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은, 상기 키 OFF 판단단계(S40)에서 키(20)가 'OFF'이면, 디젤매연필터가 강제 재생 중인지 판단하고, 강제 재생이 아니면 종료하는 재생 진행 판단단계(S50);를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은, 상기 경고 단계(S60)와 상기 종료 단계(S100)의 사이에, 키(20)의 위치가 강제종료(p)위치 인지를 판단하고, 강제종료(p)일 경우에 상기 종료단계(S100)로 진행하는 강제 종료 판단단계(S70); 상기 강제 종료 판단단계(S70)에서 강제종료(p)가 아닌 경우에는 강제 재생을 계속 진행하여 재생 진행 단계(S80) 및 상기 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되지 않으면 상기 재생 진행단계(S80)로 되돌아가고, 상기 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되면 상기 종료단계(S100)로 진행되는 재생 완료 판단단계(S90);를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은, 상기 경고 단계(S60)와 상기 종료 단계(S100)의 사이에, 키(20)의 위치가 강제종료(p)위치 인지를 판단하고, 강제종료(p)일 경우에 상기 종료단계(S100)로 진행하는 강제 종료 판단단계(S70); 상기 강제 종료 판단단계(S70)에서 강제종료(p)가 아닌 경우에는 강제 재생을 계속 진행하는 재생 진행 단계(S80); 및 상기 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되지 않으면 상기 재생 진행단계(S80)로 되돌아가고, 상기 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되면 상기 종료단계(S100)로 진행되는 재생 완료 판단단계(S90);를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은, 상기 재생 진행 판단단계(S50)에서 디젤매연필터가 강제재생 진행 중으로 판단되면, 작업자가 시각 또는 청각으로 인지할 수 있도록 알람을 출력하여 강제 재생의 완료까지 대기하도록 하는 경고단계(S60);를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은 디젤매연필터의 강제재생이 진행 중일 때에 운전자가 키를 'OFF'하더라도 강제재생이 진행 중일 때에는 강제재생이 완료될 때까지 엔진의 구동을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은 디젤매연필터의 재생이 완료된 이후에 엔진이 정지되도록 함으로써 디젤매연필터와 엔진이 비정상적으로 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 엔진의 시동 키 박스와 키의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법에 대해서 설명한다.
첨부도면 도 1은 엔진의 시동 키 박스와 키의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은 강제재생이 진행되는 동안에 작업자에 의해 키 박스(10)에서 키(20)를 'OFF'하더라도 엔진에 전원을 계속 공급하여 강제재생을 완료하도록 하는 것이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 디젤 매연필터(DPF)의 재생 제어 방법을 단계별로 설명한다.
강제 재생 판단단계(S10): 디젤 매연필터(DPF)를 강제 재생을 수행하도록 하는 재생신호가 있는지를 판단한다.
릴레이 유지 단계(S20): 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 있으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이를 'ON'하여 엔진에 전원을 제공하고 이로써 연료가 엔진에 계속 투입되도록 하여 엔진의 구동상태를 유지한다.
릴레이 종료대기 단계(S30): 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 없으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이 'OFF'가능한 상태로 유지시키고, 다음 단계로 진행된다.
키 OFF 판단단계(S40): 릴레이 유지단계(S20)와 릴레이 종료대기 단계(S30)를 거친 이후에 키(20)가 'OFF'위치 인지를 판단하고, 키(20)가 'ON'위치 이면 강제 재생판단단계(S10)로 되돌아간다.
재생 진행 판단단계(S50): 키 OFF 판단단계(S40)에서 키(20)가 'OFF'이면 디젤매연필터가 강제 재생 중인지 판단하고 강제 재생이 아니면 종료한다.
경고 단계(S60): 재생 진행 판단단계(S50)에서 디젤매연필터가 강제재생 진행 중으로 판단되면 작업자가 시각 또는 청각으로 인지할 수 있도록 알람을 출력하여 강제재생의 완료까지 대기하도록 하고, 강제 재생을 계속 진행한다.
종료 단계(S100): 강제 재생이 완료되면 릴레이를 'OFF'하고 강제재생을 종료한다.
즉, 엔진 제어 유닛(ECU)는 강제 재생이 진행되는지 여부를 판단하고, 사용자가 키 박스(10)에서 키(20)를 끄더라도 강제재생이 완료될 때까지 릴레이가 'ON'된다. 이로써 엔진의 구동이 유지되어 디젤매연필터(DPF)의 강제 재생이 정상적으로 완료될 수 있다.
한편, 종래에 키 박스의 키 스위치 라인에서 키(20)를 'OFF'할 때 배터리의 전원을 엔진에 제공할 수 있도록 릴레이를 'ON'하도록 하는 신호를 발생시킨다.
반면에 본 발명의 실시예에는 장비컨트롤러(VCU)에서도 키(20)를 'OFF'할 때 배터리의 전원을 엔진에 제공할 수 있도록 릴레이를 'ON'하도록 하는 신호를 발생시킨다.
이로써 강제 재생을 실시할 때에 장비컨트롤러(VCU)가 배터리의 릴레이를 물리적으로 잡아주어 키(20)가 'OFF'되더라도 엔진에 전원 공급을 유지하도록 하는 것이다.
장비컨트롤러(VCU)는 엔진 제어 유닛(ECU)와 CAN통신을 통해 강제 재생 상황을 판단할 수 있다. 강제 재생이 모두 완료되면, 장비컨트롤러(VCU)는 배터리의 릴레이를 제어하여 엔진에 제공되는 전원을 'OFF'시킨다.
한편, 경고 단계(S60)와 상기 종료 단계(S100)의 사이에, 강제 종료를 판단하는 강제 종료 단계(S70)가 더 포함되어 운전자의 의도에 의해 강제재생을 종료시킬 수 있다.
강제 종료 판단단계(S70): 키(20)의 위치가 강제종료(p)위치 인지를 판단하고, 강제종료(p)일 경우에 상기 종료단계(S100)로 진행한다.
재생 진행 단계(S80): 강제 종료 판단단계(S70)에서 강제종료(p)가 아닌 경우에는 강제 재생을 계속 진행한다.
재생 완료 판단단계(S90): 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되지 않으면 상기 재생 진행단계(S80)로 되돌아가고, 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되면 상기 종료단계(S100)로 진행된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법은 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter)를 DPF를 강제로 재생하는 데에 이용될 수 있다.
10: 키 박스
20: 키
S10: 강제 재생 판단단계
S20: 릴레이 유지 단계
S30: 릴레이 종료 단계
S40: 키 OFF 판단단계
S50: 재생 진행 판단단계
S60: 경고 단계
S70: 강제 종료 판단단계
S80: 재생 진행 단계
S90: 재생 완료 판단단계
S100: 종료 단계

Claims (4)

  1. 디젤 매연필터(DPF)를 강제 재생을 수행하도록 하는 재생신호가 있는지를 판단하는 강제 재생 판단단계(S10);
    상기 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 있으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이를 'ON'하여 엔진에 전원을 계속 제공하며 다음단계로 넘어가는 릴레이 유지 단계(S20);
    상기 강제 재생 판단단계(S10)에서 재생신호가 없으면, 장비제어유닛(VCU)에서 릴레이 'OFF'가능한 상태로 유지시키고, 다음 단계로 넘어가는 릴레이 종료대기 단계(S30);
    상기 릴레이 유지단계(S20)와 상기 릴레이 종료대기 단계(S30) 이후에 키(20)가 'OFF'위치 인지를 판단하고, 키(20)가 'ON'위치 이면 상기 강제 재생판단단계(S10)로 되돌아가는 키 OFF 판단단계(S40); 및
    상기 키 OFF 판단단계(S40)에서 키(20)가 'OFF'이면 강제 재생이 완료될 때까지 상기 릴레이를 “ON”상태를 유지 후 'OFF'하고 종료하는 종료 단계(S100);
    를 포함하는 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 키 OFF 판단단계(S40)에서 키(20)가 'OFF'이면, 디젤매연필터가 강제 재생 중인지 판단하고, 강제 재생이 아니면 종료하는 재생 진행 판단단계(S50);
    를 더 포함하는 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 경고 단계(S60)와 상기 종료 단계(S100)의 사이에,
    키(20)의 위치가 강제종료(p)위치 인지를 판단하고, 강제종료(p)일 경우에 상기 종료단계(S100)로 진행하는 강제 종료 판단단계(S70);
    상기 강제 종료 판단단계(S70)에서 강제종료(p)가 아닌 경우에는 강제 재생을 계속 진행하는 재생 진행 단계(S80); 및
    상기 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되지 않으면 상기 재생 진행단계(S80)로 되돌아가고, 상기 재생 진행단계(S80)에서 강제 재생이 완료되면 상기 종료단계(S100)로 진행되는 재생 완료 판단단계(S90);
    를 더 포함하는 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 재생 진행 판단단계(S50)에서 디젤매연필터가 강제재생 진행 중으로 판단되면, 작업자가 시각 또는 청각으로 인지할 수 있도록 알람을 출력하여 강제 재생의 완료까지 대기하도록 하는 경고단계(S60);
    를 더 포함하는 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법.
KR1020120008311A 2012-01-27 2012-01-27 디젤매연필터의 강제재생 보호 방법 및 디젤매연필터의 강제재생 보호 장치 KR101893614B1 (ko)

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