KR20160076075A - Apparatus and method for predicting sedimentation amount of particulate matter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 디젤매연 여과 필터 내에 포집되는 입자상 물질(PM:Particulate Matter)의 퇴적량을 정확하게 예측하기 위한 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting the accumulation amount of particulate matter and, more particularly, to an apparatus and method for predicting the accumulation amount of particulate matter to accurately estimate the accumulation amount of PM (particulate matter) trapped in a diesel particulate filter Prediction apparatus and method thereof.
일반적으로 디젤 엔진은 배기 가스의 규제 강화에 따라 입자상 물질의 배출을 저감시키기 위해 배기 계통에 디젤매연 여과필터(DPF; Diesel Particulate Filter)라는 후처리 장치를 설치하고 있다.Generally, a diesel engine is equipped with a post-treatment device called a diesel particulate filter (DPF) in the exhaust system to reduce the emission of particulate matter in accordance with the regulation of the exhaust gas.
상기 디젤매연 여과필터의 기능은 필터를 통해 배기 가스 중 포함된 입자상 물질을 걸러 내어 대기중 배출을 방지하는 것으로, 상기 디젤매연 여과필터에 일정량 이상의 입자상 물질이 포집되면 연료의 후분사를 통해 배기 가스의 온도를 상승시켜 필터 내 포집된 입자상 물질을 연소시켜 제거하게 된다.The function of the diesel particulate filter filter is to filter the particulate matter contained in the exhaust gas through the filter to prevent the particulate matter contained in the exhaust gas from being discharged to the atmosphere. When the particulate matter is collected in the diesel particulate filter, The particulate matter trapped in the filter is burned and removed.
이 경우, 디젤매연 여과필터에 대한 정확한 재생 시점을 예측하는 것이 중요한 관건인 데, 종래에는 디젤매연 여과필터의 전/후단에서 발생하는 압력의 차이를 예측하여 재생 시점을 판단하거나, 차량의 주행 마일리지에 따라 일정 거리의 주행후 무조건 연료를 후분사하는 것으로 필터를 재생시켜 왔다.In this case, it is important to accurately predict the regeneration point of the diesel particulate filter. Conventionally, it is necessary to estimate the regeneration timing by predicting the difference in pressure generated at the upstream and downstream of the diesel particulate filter, The filter has been regenerated by post-injecting the fuel unconditionally after traveling a certain distance.
그런데, 디젤매연 여과필터의 전/후단에서 발생하는 압력의 차이는 차량이 저속일 경우에는 차이가 너무 작기 때문에 정확한 재생 시점을 판단하는 데 무리가 있었고, 차량의 주행 마일리지 내지 엔진의 운전 조건을 기준으로 필터의 재생 시점을 예측하여 연료의 후분사를 도모하는 방법은 실제 디젤매연 여과필터 내에 포집된 입자상 물질의 퇴적량과 큰 오차가 있기 때문에 불필요한 필터의 재생 내지 재생 시점의 지연 등에 따라 디젤매연 여과필터를 훼손시킬 우려가 큰 문제가 있어 왔다.However, when the vehicle is at a low speed, the difference in pressure between the front and rear ends of the diesel particulate filter is too small to judge an accurate regeneration point, and the driving mileage of the vehicle The method of predicting the regeneration timing of the filter to improve the post-injection of the fuel has a large error with the accumulation amount of the particulate matter captured in the actual diesel particulate filter. Therefore, the diesel particulate filter There has been a serious problem that the filter is damaged.
또한, 디젤매연 여과필터에 대한 정확한 재생 시점에 맞춰 적정량의 연료가 후분사되지 않게 되면 연비가 저하되는 문제가 수반되고, 잦은 연료의 후분사가 시행되면 디젤매연 여과필터의 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.In addition, if the proper amount of fuel is not sprayed in accordance with the accurate regeneration timing of the diesel particulate filter, there is a problem that the fuel efficiency is lowered, and when the fuel is injected after frequent fuel injection, the durability of the diesel particulate filter is deteriorated .
이와 관련하여, 한국공개특허 제2008-0018481호는 "디젤 자동차에서 씨피에프 재생장치 및 방법"에 관하여 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0018481 discloses a " apparatus and method for regenerating a CIPEF in a diesel vehicle ".
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 입자상 물질 검출 센서의 커패시턴스 변화를 측정하는 가변회로 및 기준회로를 구성하고, 구성된 가변회로 및 기준회로에 인가되는 전압을 방전시킨 후 완전 방전이 되기까지의 시간을 토대로 디젤매연 여과 필터 내에 포집되는 입자상 물질의 퇴적량을 정확하게 예측하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a variable circuit and a reference circuit for measuring a change in capacitance of a particulate matter detection sensor, The present invention also provides an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter and a method for predicting the accumulation amount of particulate matter collected in a diesel particulate filter.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치는 입자상 물질의 퇴적량에 따라 가변되는 커패시턴스를 감지하는 제1 커패시터에 전압을 인가하는 가변 회로부; 초기 커패시턴스를 감지하는 제2 커패시터에 전압을 인가하는 기준 회로부; 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압을 방전 또는 충전시키는 전압 제어부; 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 카운터 값 계산부; 및 계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 퇴적량 예측부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for predicting the deposition amount of particulate matter, the apparatus comprising: a variable circuit unit for applying a voltage to a first capacitor that senses a variable capacitance according to a deposited amount of particulate matter; A reference circuit for applying a voltage to a second capacitor that senses an initial capacitance; A voltage control unit for discharging or charging a voltage applied to the variable circuit unit and the reference circuit unit; A counter value calculator for calculating a counter value until a discharge is completely discharged from the variable circuit part and the reference circuit part after a discharge starts; And a deposition amount predicting unit for predicting a deposition amount of particulate matter using the calculated counter value.
또한, 상기 카운터 값은 방전이 시작되는 시간부터 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부의 전압이 각각 완전 방전되는 시간을 기 정의된 환산계수를 이용하여 환산한 값인 것을 특징으로 한다.The counter value is a value obtained by converting the time at which the voltage of the variable circuit portion and the voltage of the reference circuit portion are completely discharged from the time when the discharge starts, using a predetermined conversion coefficient.
또한, 상기 카운터 값 계산부는 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작되는 시간부터 완전 방전까지의 시간을 각각 카운팅하여, 카운팅 된 상기 가변 회로부의 완전 방전되는 시간과 상기 기준 회로부의 완전 방전되는 시간에 따라 카운트 값을 각각 계산하는 것을 특징으로 한다.The counter value calculation unit counts the time from the start of the discharge to the full discharge to the variable circuit unit and the reference circuit unit to count the time of the full discharge of the variable circuit unit counted and the time of the full discharge of the reference circuit unit And counts the count value according to the count value.
또한, 상기 퇴적량 예측부는 상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 것을 특징으로 한다.The accumulation amount predicting unit may predict a deposition amount of particulate matter by using a value obtained by dividing the counter value until the full-discharge of the reference circuit unit is divided by the counter value until the full-discharge of the variable circuit unit .
또한, 상기 퇴적량 예측부는 상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값과 상기 제2 커패시터의 초기 커패시턴스 값을 상기 제1 커패시터의 커패시턴스 값으로 나눈 커패시턴스 변화 값이 동일하다는 조건으로 계산된 비율 값을 커패시턴스 값으로 환산한 값을 입자상 물질의 퇴적량인 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.The accumulation amount predicting unit may calculate a value obtained by dividing a counter value until the reference circuit unit is completely discharged by a counter value until the variable circuit unit is completely discharged and a value obtained by dividing an initial capacitance value of the second capacitor by The value obtained by converting the ratio value calculated on the condition that the capacitance change value divided by the capacitance value is the same as the capacitance value is estimated as the deposition amount of the particulate matter.
또한, 상기 전압 제어부는 예측이 완료된 후 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압을 충전시키는 것을 특징으로 한다.The voltage control unit charges the voltage applied to the variable circuit unit and the reference circuit unit after the prediction is completed.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법은 가변 회로부에 의해, 입자상 물질의 퇴적량에 따라 가변되는 커패시턴스를 감지하는 제1 커패시터에 전압을 인가하는 단계; 기준 회로부에 의해, 초기 커패시턴스를 감지하는 제2 커패시터에 전압을 인가하는 단계; 전압 제어부에 의해, 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 의해, 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압을 방전시키는 단계; 카운터 값 계산부에 의해, 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 단계; 퇴적량 예측부에 의해, 계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for predicting a deposition amount of particulate matter, the method comprising: applying a voltage to a first capacitor that senses a variable capacitance according to a deposited amount of particulate matter; Applying a voltage to a second capacitor sensing the initial capacitance by a reference circuitry; Discharging the voltage applied to the variable circuit portion and the reference circuit portion by a device for predicting the accumulation amount of particulate matter by a voltage control portion; Calculating a counter value until a full discharge occurs after a discharge is started in the variable circuit section and the reference circuit section by a counter value calculating section; And estimating an accumulation amount of particulate matter using the calculated counter value by the accumulation amount predicting unit.
또한, 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 단계에서, 상기 카운터 값은 방전이 시작되는 시간부터 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부의 전압이 각각 완전 방전되는 시간을 기 정의된 환산계수를 이용하여 환산한 값인 것을 특징으로 한다.Further, in the step of calculating the counter value until the discharge is started to the full discharge after the start of the discharge to the variable circuit part and the reference circuit part, the voltage of the variable circuit part and the reference circuit part, respectively, And is a value obtained by converting the time during which the discharge is completely completed using the predetermined conversion coefficient.
또한, 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 단계에서는, 방전이 시작되는 시간부터 전압이 완전 방전될 때까지의 시간을 각각 카운팅하여, 카운팅 된 상기 가변 회로부의 전압이 완전 방전되는 시간과 상기 기준 회로부의 전압이 완전 방전되는 시간에 따른 카운트 값을 각각 계산하는 것을 특징으로 한다.Further, in the step of calculating the counter value until the discharge is started to the full discharge after the start of the discharge to the variable circuit part and the reference circuit part, the time from the start of the discharge until the full discharge of the voltage is counted, And a count value according to a time when the voltage of the reference circuit part is completely discharged is calculated.
또한, 계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계는,상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 것을 특징으로 한다.The step of predicting the accumulation amount of particulate matter using the calculated counter value may include using a value obtained by dividing the counter value until the full discharge of the reference circuit part by the counter value until the full discharge of the variable circuit part is completed Thereby estimating the accumulation amount of the particulate matter.
또한, 계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계는,상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값과 상기 제2 커패시터의 초기 커패시턴스 값을 상기 제1 커패시터의 커패시턴스 값으로 나눈 커패시턴스 변화 값이 동일하다는 조건으로 계산된 비율 값을 커패시턴스 값으로 환산한 값을 입자상 물질의 퇴적량인 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.The step of predicting the accumulation amount of the particulate matter using the calculated counter value may include calculating a value obtained by dividing the counter value until the full discharge of the reference circuit part by the counter value until the full discharge of the variable circuit part, The value obtained by converting the ratio value calculated on the condition that the capacitance change value obtained by dividing the initial capacitance value of the second capacitor by the capacitance value of the first capacitor is equal to the capacitance value is estimated as the accumulation amount of the particulate matter .
또한, 계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계 이후에, 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압을 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And charging the voltage applied to the variable circuit portion and the reference circuit portion after the step of predicting the accumulation amount of particulate matter using the calculated counter value.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치 및 그 방법은 입자상 물질 검출 센서의 커패시턴스 변화를 측정하는 가변회로 및 기준회로에 인가되는 전압을 방전시킨 후 완전 방전이 되기까지의 시간 차이를 토대로 커패시턴스 값으로 변환함으로써, 커패시턴스의 변화가 극소 또는 극대일 경우에도 입자상 물질의 퇴적량을 정확하게 예측할 수 있는 효과가 있다.The apparatus for predicting the deposition amount of particulate matter and method therefor according to the present invention having the above-described structure comprises a variable circuit for measuring a capacitance change of a particulate matter detection sensor, It is possible to accurately predict the deposition amount of the particulate matter even when the change in the capacitance is minimal or maximum.
도 1은 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 채용되는 회로의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining the constitution of an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter according to the present invention. Fig.
2 is a diagram for explaining a configuration of a circuit employed in an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter according to the present invention.
3 is a view for explaining a procedure of a method for predicting the accumulation amount of particulate matter according to the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . First, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible even if they are displayed on other drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining the constitution of an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter according to the present invention. Fig.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 입자상 물질의 퇴적량 예측 장치(100)는 크게 가변 회로부(110a), 기준 회로부(110b), 전압 제어부(120), 카운터 값 계산부(130) 및 퇴적량 예측부(140)를 포함한다.1, an
본 발명은 입자상 물질(PM:Particulate Matter)을 감지하는 센서에 동일한 위치에 2개의 커패시터를 구비하되, 하나의 커패시터는 입자상 물질의 퇴적량에 따라 가변되는 커패시턴스를 감지하도록 하고 나머지 하나의 커패시터는 초기 즉, 입자상 물질이 퇴적되지 않은 처음 상태에서의 커패시턴스만을 감지하도록 한다. 이와 같이, 하나의 커패시터를 레퍼런스로 두는 이유는 PM 센서가 온도 또는 습도와 같은 환경 변화에 영향에 따라 다변하기 때문에 이러한 영향을 반영할 수 있는 초기값이 필요하다.The present invention has two capacitors at the same position in a sensor for detecting particulate matter (PM), wherein one capacitor senses a variable capacitance depending on the accumulation amount of particulate matter, and the other capacitor detects an initial That is, only the capacitance at the initial state where the particulate matter is not deposited is detected. Thus, the reason for placing one capacitor as a reference is that an initial value is needed to reflect this effect, since the PM sensor varies depending on environmental changes such as temperature or humidity.
가변 회로부(110a)는 입자상 물질의 퇴적량에 따라 커패시턴스의 크기가 변화하는 제1 커패시터 및 제1 저항을 포함한다.
The
기준 회로부(110b)는 초기 커패시턴스를 갖는 제2 커패시터 및 제2 저항을 포함한다. The
전압 제어부(120)는 가변 회로부(110a) 및 기준 회로부(110b)로 인가되는 전압을 스위칭하여 방전 또는 충전시킨다.The
전압 제어부(120)는 예측이 완료된 후 가변 회로부(110a) 및 기준 회로부(110b)로 인가되는 전압을 충전시킨다.The
카운터 값 계산부(130)는 가변 회로부(110a) 및 기준 회로부(110b)에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산한다. 이때, 카운터 값은 방전이 시작되는 시간부터 가변 회로부(110a) 및 기준 회로부(110b)의 전압이 각각 '0'이 되는 시간을 기 정의된 환산계수를 이용하여 환산하였다. 또한, 완전 방전된다는 것은 전압이 '0'이 되는 순간 또는 방전 시, 전압이 완전 충전 시 전압의 36.8%까지 이르는 시간 즉, 시정수을 의미할 수 있으나, 본 발명에서는 편의상 전압이 '0'이 되는 시점으로 설명하기로 한다.The counter
즉, 카운터 값 계산부(130)는 가변 회로부(110a) 및 기준 회로부(110b)에 방전이 시작되는 시간부터 전압이 '0'이 되는 완전 방전까지의 시간을 각각 카운팅하여, 가변 회로부(110a)의 전압이 '0'이 되는 시간과 기준 회로부(110b)의 전압이 '0'이 되는 시간에 따라 카운트 값을 각각 계산한다.That is, the counter
예를 들어, 카운터 값 계산부(130)는 기준 회로부(110b)에 방전이 시작되는 시간부터 전압이 '0'이 되는 완전 방전까지의 시간이 2000ms, 가변 회로부(110a)에 방전이 시작되는 시간부터 전압이 '0'이 되는 완전 방전까지의 시간이 2500ms로 측정되었다고 가정하고 1ms 마다 1씩 증가한다는 환산계수를 설정한 경우, 가변 회로부(110a)의 카운터 값(T1)은 2500이 되고 기준 회로부(110b)의 카운터 값(T2)은 2000으로 계산된다.For example, the counter
퇴적량 예측부(140)는 계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측한다.The deposition
퇴적량 예측부(140)는 기준 회로부(110b)가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 가변 회로부(110a)가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측한다. 이때, 예측할 수 있는 근거로 시정수는 RXC 이므로, 시정수와 C 값은 비례하기 때문이다.The accumulation
보다 자세하게, 퇴적량 예측부(140)는 기준 회로부(110b)가 완전 방전될 때까지의 카운터 값(T2)을 가변 회로부(110a)가 완전 방전될 때까지의 카운터 값(T1)으로 나눈 값과 제2 커패시터의 초기 커패시턴스 값(C2)을 제1 커패시터의 커패시턴스 값(C1)으로 나눈 커패시턴스 변화 값이 동일하다는 조건으로 계산된 비율 값을 커패시턴스 값으로 환산한 값을 입자상 물질의 퇴적량인 것으로 예측한다.More specifically, the accumulation
즉, 퇴적량 예측부(140)는 T1/T2=C1/C2 라는 조건에 따라 앞서 계산된 카운터 값을 예를 들면, 2500를 2000으로 나누면 1.25 라는 비율값이 도출된다. 따라서, 1을 기준으로 하는 커패시턴스가 1.25로 변화되었으므로 이를 토대로 입자상 물질의 퇴적량을 예측한다.
That is, the deposition
도 2는 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 채용되는 회로의 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a configuration of a circuit employed in an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter according to the present invention.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 입자상 물질을 감지하는 센서에 2개의 커패시터를 구비한다. Referring to FIG. 2, the sensor for detecting particulate matter according to the present invention includes two capacitors.
이때, 제1 커패시터는 입자상 물질의 퇴적량에 따라 커패시턴스의 크기가 변화하고, 제2 커패시터는 입자상 물질이 퇴적되지 않은 처음 상태에서의 초기 커패시턴스를 갖는다.At this time, the capacitance of the first capacitor varies in accordance with the accumulation amount of the particulate matter, and the second capacitor has the initial capacitance in the initial state in which the particulate matter is not deposited.
이를 위해, 입자상 물질을 감지하는 센서는 입자상 물질의 퇴적량에 따라 가변되는 커패시턴스를 감지하기 위한 가변회로와 입자상 물질이 퇴적되지 않은 처음 상태에서의 커패시턴스를 감지하기 위한 기준회로를 구성한다. To this end, a sensor for detecting particulate matter constitutes a reference circuit for detecting a variable circuit for detecting a variable capacitance according to the accumulation amount of particulate matter and a capacitance at the initial state where no particulate matter is deposited.
이러한, 가변회로와 기준회로는 하나의 스위치 IC와 연결되고, 스위치 IC의 스위칭 동작에 의해 전압을 공급을 받거나 차단된다. 이때, 가변회로와 기준회로의 저항값은 동일한다.
The variable circuit and the reference circuit are connected to one switch IC, and are supplied or cut off by the switching operation of the switch IC. At this time, the resistance values of the variable circuit and the reference circuit are the same.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for predicting the accumulation amount of particulate matter according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법은 앞서 설명한 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 3, the method for predicting the accumulation amount of particulate matter according to the present invention uses the apparatus for estimating the accumulation amount of particulate matter, which will be described below.
먼저, 입자상 물질의 퇴적량에 따라 커패시턴스의 크기가 변화하는 제1 커패시터 및 제1 저항을 포함하는 가변 회로부를 구비하고, 초기 커패시턴스를 갖는 제2 커패시터 및 제2 저항을 포함하는 기준 회로부를 구비하여 전압을 공급한다(S100).First, a reference circuit unit including a first capacitor having a first capacitance and a first resistor whose magnitude changes according to a deposition amount of particulate matter, a second capacitor having an initial capacitance, and a second resistor Voltage is supplied (S100).
다음, 전압 제어부에 의해, 가변 회로부 및 기준 회로부에 인가되는 전압을 방전시킨다(S110).Next, the voltage applied to the variable circuit section and the reference circuit section is discharged by the voltage control section (S110).
다음, 카운터 값 계산부에 의해, 가변 회로부 및 기준 회로부에 방전이 시작되는 시간부터 전압이 '0'이 되는 완전 방전까지의 시간을 각각 카운팅한다(S120).Next, the counter value calculation unit counts the time from the time when the discharge is started to the variable circuit unit and the reference circuit unit to the time when the voltage becomes '0' (S120).
다음, 카운터 값 계산부에 의해, 가변 회로부의 전압이 '0'이 되는 시간과 기준 회로부의 전압이 '0'이 되는 시간에 따라 카운트 값을 각각 계산한다(S130).Next, the counter value calculator calculates the count value according to the time when the voltage of the variable circuit part becomes '0' and the voltage of the reference circuit part becomes '0' (S130).
다음, 퇴적량 예측부에 의해, 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값과 제2 커패시터의 초기 커패시턴스 값을 제1 커패시터의 커패시턴스 값으로 나눈 커패시턴스 변화 값이 동일하다는 조건으로 계산된 비율 값을 계산한다(S140).Next, the accumulation amount predicting unit calculates a capacitance by dividing the value obtained by dividing the counter value until the full discharge is divided by the counter value until the full discharge of the variable circuit unit is completed, and the initial capacitance value of the second capacitor by the capacitance value of the first capacitor A ratio value calculated on the condition that the change value is the same is calculated (S140).
다음, 퇴적량 예측부에 의해, 계산된 비율값을 이용하여 커패시턴스 값으로 환산한 값을 입자상 물질의 퇴적량인 것으로 예측한다(S150).Next, the accumulation amount predicting unit predicts that the value converted into the capacitance value by using the calculated ratio value is the accumulation amount of the particulate matter (S150).
마지막으로, 퇴적량 예측부에 의해, 가변 회로부 및 기준 회로부로 인가되는 전압을 충전시킨다.
Finally, the accumulation amount predicting section charges the voltage applied to the variable circuit section and the reference circuit section.
이처럼, 본 발명에 의한 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치 및 그 방법은 입자상 물질 검출 센서의 커패시턴스 변화를 측정하는 가변회로 및 기준회로에 인가되는 전압을 방전시킨 후 완전 방전이 되기까지의 시간 차이를 토대로 커패시턴스 값으로 변환함으로써, 커패시턴스의 변화가 극소 또는 극대일 경우에도 입자상 물질의 퇴적량을 정확하게 예측할 수 있다.
As described above, the apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter according to the present invention and the method for estimating the accumulation amount of the particulate matter according to the present invention are characterized in that the time difference between the discharge of the voltage applied to the variable circuit and the reference circuit for measuring the capacitance change of the particulate matter detection sensor, It is possible to accurately predict the accumulation amount of the particulate matter even when the change in the capacitance is minimal or maximum.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.
100 : 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치
110a: 가변 회로부
110b: 기준 회로부
120 : 전압 제어부
130 : 카운터 값 계산부
140 : 퇴적량 예측부
100: Apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter
110a: variable circuit section
110b:
120:
130: counter value calculation unit
140: Deposition amount predicting unit
Claims (12)
초기 커패시턴스를 갖는 제2 커패시터;
상기 제1 커패시터 및 제1 저항을 포함하는 가변 회로부;
상기 제2 커패시터 및 제2 저항을 포함하는 기준 회로부;
상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압 공급을 제어하는 전압 제어부;
상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 카운터 값 계산부; 및
계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 퇴적량 예측부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치.A first capacitor whose capacitance changes in accordance with an accumulation amount of particulate matter;
A second capacitor having an initial capacitance;
A variable circuit portion including the first capacitor and the first resistor;
A reference circuit portion including the second capacitor and the second resistor;
A voltage control unit for controlling supply of a voltage to the variable circuit unit and the reference circuit unit;
A counter value calculator for calculating a counter value until a discharge is completely discharged from the variable circuit part and the reference circuit part after a discharge starts; And
An accumulation amount predicting unit for predicting an accumulation amount of particulate matter using the calculated counter value;
And an accumulation amount estimating unit for accumulating sedimentation amount of the particulate matter.
상기 카운터 값은 방전이 시작되는 시간부터 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부의 전압이 각각 완전 방전되는 시간을 기 정의된 환산계수를 이용하여 환산한 값인 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치.The method according to claim 1,
Wherein the counter value is a value obtained by converting the time at which the voltage of the variable circuit portion and the voltage of the reference circuit portion respectively are completely discharged from a time at which the discharge starts, using a predetermined conversion coefficient.
상기 카운터 값 계산부는 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작되는 시간부터 완전 방전까지의 시간을 각각 카운팅하여, 카운팅 된 상기 가변 회로부의 완전 방전되는 시간과 상기 기준 회로부의 완전 방전되는 시간에 따라 카운트 값을 각각 계산하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치.The method according to claim 1,
Wherein the counter value calculation unit counts the time from the start of the discharge to the full discharge to the variable circuit unit and the reference circuit unit and sequentially counts the time of the full discharge of the variable circuit unit and the time of the full discharge of the reference circuit unit And a count value of the particulate matter.
상기 퇴적량 예측부는 상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치.The method according to claim 1,
Wherein the accumulation amount predicting unit predicting the accumulation amount of particulate matter using a value obtained by dividing the counter value until the full discharge of the reference circuit unit is divided by the counter value until the full circuit of the variable circuit unit is discharged. Apparatus for predicting the accumulation of material.
상기 퇴적량 예측부는 상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값과 상기 제2 커패시터의 초기 커패시턴스 값을 상기 제1 커패시터의 커패시턴스 값으로 나눈 커패시턴스 변화 값이 동일하다는 조건으로 계산된 비율 값을 커패시턴스 값으로 환산한 값을 입자상 물질의 퇴적량인 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치.5. The method of claim 4,
The accumulation amount predicting unit may calculate a value obtained by dividing the counter value until the full-discharge of the reference circuit unit by the counter value until the full-discharge of the variable circuit unit and the value obtained by dividing the initial capacitance value of the second capacitor by the capacitance value of the first capacitor And a value obtained by converting the ratio value calculated on the condition that the capacitance change value divided by the capacitance value is equal to the capacitance value is estimated as the accumulation amount of the particulate matter.
상기 전압 제어부는 예측이 완료된 후 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압을 충전시키는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 장치.The method according to claim 1,
Wherein the voltage control unit charges the voltage applied to the variable circuit unit and the reference circuit unit after the prediction is completed.
입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 의해, 초기 커패시턴스를 갖는 제2 커패시터 및 제2 저항을 포함하는 기준 회로부를 구비하는 단계;
입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 의해, 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압을 방전시키는 단계;
입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 의해, 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 단계;
입자성 물질의 퇴적량 예측 장치에 의해, 계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법.Comprising: a variable circuit portion including a first capacitor and a first resistor, the capacitance of which varies in accordance with an accumulation amount of particulate matter, by an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter;
Comprising a reference circuit portion including a second capacitor having an initial capacitance and a second resistor, by an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter;
Discharging a voltage applied to the variable circuit part and the reference circuit part by an apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter;
Calculating a counter value from the start of discharge to the variable circuit section and the reference circuit section until the discharge is completely discharged by the apparatus for predicting the accumulation amount of particulate matter;
Predicting an accumulation amount of particulate matter using the calculated counter value by a particulate matter accumulation amount predicting apparatus;
Wherein the step of estimating the accumulation amount of the particulate matter comprises the steps of:
상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 단계에서,
상기 카운터 값은 방전이 시작되는 시간부터 상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부의 전압이 각각 완전 방전되는 시간을 기 정의된 환산계수를 이용하여 환산한 값인 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법.8. The method of claim 7,
In the step of calculating the counter value until the discharge is started to the full discharge after the discharge is started to the variable circuit part and the reference circuit part,
Wherein the counter value is a value obtained by converting the time at which the voltage of the variable circuit portion and the voltage of the reference circuit portion are respectively completely discharged from a time at which the discharge starts, using a predetermined conversion coefficient.
상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부에 방전이 시작된 후 각각 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 계산하는 단계에서는,
방전이 시작되는 시간부터 전압이 완전 방전될 때까지의 시간을 각각 카운팅하여, 카운팅 된 상기 가변 회로부의 전압이 완전 방전되는 시간과 상기 기준 회로부의 전압이 완전 방전되는 시간에 따른 카운트 값을 각각 계산하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법.8. The method of claim 7,
In the step of calculating the counter value until the discharge is started to the full discharge after the discharge is started to the variable circuit part and the reference circuit part,
Counts the time from when the discharge starts to when the voltage is completely discharged, and counts the time when the voltage of the counted variable circuit part is completely discharged and the count value according to the time when the voltage of the reference circuit part is completely discharged Wherein the method comprises the steps of:
계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계는,
상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법.8. The method of claim 7,
The step of predicting the deposition amount of the particulate matter using the calculated counter value may include:
Wherein the accumulation amount of particulate matter is predicted by using a value obtained by dividing the counter value until the full discharge of the reference circuit section is divided by the counter value until the variable circuit section is fully discharged. Way.
계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계는,
상기 기준 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값을 상기 가변 회로부가 완전 방전될 때까지의 카운터 값으로 나눈 값과 상기 제2 커패시터의 초기 커패시턴스 값을 상기 제1 커패시터의 커패시턴스 값으로 나눈 커패시턴스 변화 값이 동일하다는 조건으로 계산된 비율 값을 커패시턴스 값으로 환산한 값을 입자상 물질의 퇴적량인 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법.11. The method of claim 10,
The step of predicting the deposition amount of the particulate matter using the calculated counter value may include:
A value obtained by dividing a counter value until the full-discharge of the reference circuit section is divided by a counter value until the variable circuit section is completely discharged, and a capacitance change value obtained by dividing an initial capacitance value of the second capacitor by a capacitance value of the first capacitor And a value obtained by converting the ratio value calculated on the condition that the concentration of the particulate matter is equal to the capacitance value is estimated as the accumulation amount of the particulate matter.
계산된 카운터 값을 이용하여 입자상 물질의 퇴적량을 예측하는 단계 이후에,
상기 가변 회로부 및 상기 기준 회로부로 인가되는 전압을 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질의 퇴적량 예측 방법.8. The method of claim 7,
After the step of predicting the accumulation amount of particulate matter using the calculated counter value,
And charging the voltage applied to the variable circuit portion and the reference circuit portion.
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