KR20170041588A - Exhaust gas post processing apparatus and control method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an exhaust gas post-processing apparatus and, more specifically, to the exhaust gas post-processing apparatus capable of actively regenerating a diesel filter on the basis of condition information of a vehicle, and a control method thereof. To this end, the exhaust gas post-processing apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: a state detector which detects driving condition information; a diesel filter which collects particulate matter included in exhaust gas discharged from an engine; and a vehicle controller which calculates regeneration fuel efficiency and a predicted burning rate on the basis of the driving condition information, regenerates the diesel filter on the basis of at least one of the regeneration fuel efficiency and the predicted burning rate, calculates a regeneration burning rate after the diesel filter is regenerated, and stops the regeneration of the diesel filter on the basis of the regeneration burning rate.

Description

배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법{EXHAUST GAS POST PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}[0001] EXHAUST GAS POST PROCESSING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 배기가스 후처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로 차량의 상태 정보를 기반으로 디젤여과필터를 능동적으로 재생시킬 수 있는 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas post-treatment apparatus, and more particularly, to an exhaust gas post-treatment apparatus capable of actively regenerating a diesel particulate filter based on state information of a vehicle and a control method thereof.

일반적으로 디젤 자동차에 적용되는 엔진은 뛰어난 연비, 출력 등에도 불구하고, 디젤 엔진의 특성상 공기 과잉률이 큰 상태에서 연소가 이루어지기 때문에 배출가스 중에는 가솔린 엔진과는 달리 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)의 배출량이 적은 반면 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(Particulate Matters: PM)이 상당히 많이 배출되는 단점이 있다.In spite of excellent fuel efficiency and power output, engines used in diesel cars generally burn in a state where the air excess ratio is large due to the nature of the diesel engine. Unlike gasoline engines, carbon monoxide (CO) or hydrocarbons ), But there is a disadvantage in that a considerable amount of nitrogen oxides (NOx) and particulate matters (PM) are emitted.

입자상 물질의 배출에 대하여 연소 제어를 통해 많은 저감이 이루어지고 있으나, 입자상 물질과 질소산화물은 서로 상반되는 관계가 있어 질소산화물을 줄이면 입자상 물질이 증가하고, 입자상 물질을 줄이면 반대로 질소산화물이 증가하게 되어 양자를 동시에 줄이는데 있어 다소간의 곤란한 상황이 발생한다.The emission of particulate matter is greatly reduced through combustion control. However, since the particulate matter and nitrogen oxide have a mutual relationship with each other, when the nitrogen oxide is reduced, the particulate matter increases, while when the particulate matter is reduced, the nitrogen oxide increases Somewhat difficult situations arise in reducing both at the same time.

특히, 최근에 입자상 물질은 인체에 큰 해를 미치며, 대기를 오염시키는 가장 중요한 주원인으로 각종 매체에서 보도되고 있다.Particularly, recently, particulate matter has been causing serious harm to the human body and is being reported in various media as the most important cause of polluting the atmosphere.

이러한 입자상 물질을 줄이는 수단으로 디젤 자동차의 배기계에 디젤 입자상 물질필터인 디젤여과필터(Diesel Particulate Filter: DPF)를 장착하고 있다. 디젤여과필터는 디젤 엔진으로부터 배출되는 입자상 물질을 필터 내에 물질적으로 포집함으로써, 대기 중으로 배출되는 입자상 물질이 최소화되도록 한다. 이러한 입자상 물질은 수트(soot) 형태로 필터에 포집된다.A diesel particulate filter (DPF), which is a diesel particulate filter, is installed in the exhaust system of a diesel vehicle as a means of reducing such particulate matter. The diesel filtration filter materially collects the particulate matter discharged from the diesel engine in the filter, thereby minimizing the particulate matter discharged into the atmosphere. These particulate matter are collected in a filter in the form of soot.

디젤여과필터는 주행거리, 차압 센서에서 검출되는 포집 농도 등의 분석으로 재생 조건을 만족하는 경우 연료 후 분사(Post Injection) 제어를 통해 필터에 포집된 수트를 연소시켜 제거하는 재생(Regeneration)을 수행한다. The diesel filtration filter analyzes regeneration of the soot collected by the filter through post injection control when the regeneration condition is satisfied by analyzing the traveling distance and the concentration concentration detected by the differential pressure sensor. do.

그러나 수트를 태우기 위해서는 디젤여과필터의 온도를 일정 온도 이상으로 상승시켜야 하는데, 차량 운전 조건에 따라서 최대 50%이상 연비가 악화되었다.However, in order to burn a suit, the temperature of the diesel filter must be raised to a certain temperature or higher.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

공개특허공보 제10-2015-0071377호(2015.06.26.)Published Japanese Patent Application No. 10-2015-0071377 (Jun. 26, 2015) 등록특허공보 제10-1427919호(2014.08.01.)Patent Registration No. 10-1427919 (Apr. 2014, 2014)

본 발명의 실시 예는 차량의 상태 정보에 따른 재생 효율을 고려하여 디젤여과필터를 능동적으로 재생시킬 수 있는 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an exhaust gas post-treatment apparatus and a control method thereof that can actively regenerate a diesel particulate filter in consideration of regeneration efficiency in accordance with state information of a vehicle.

그리고, 본 발명의 실시 예는 버닝 레이트(Burning Rate)를 기반으로 재생 효율이 높은 구간에서 디젤여과필터를 재생시킬 수 있는 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.The embodiments of the present invention provide an exhaust gas aftertreatment apparatus and a control method thereof capable of regenerating a diesel particulate filter in a zone where the regeneration efficiency is high based on a burning rate.

본 발명의 일 실시 예에서는 운전상태 정보를 검출하는 상태 검출기; 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤여과필터; 및 상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 연산하고, 상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시키며, 상기 디젤여과필터가 재생되면 재생 버닝 레이트를 연산하며, 상기 재생 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시키는 차량 제어기를 포함하는 배기가스 후처리 장치를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a state detector for detecting operation state information; A diesel filtration filter for trapping particulate matter contained in the exhaust gas discharged from the engine; And computing a regenerative fuel consumption and a predicted burning rate based on the driving state information and regenerating the diesel filtration filter based on at least one of the regeneration fuel consumption and the predicted burning rate, And a vehicle controller for stopping the regeneration of the diesel particulate filter based on the regeneration burning rate.

또한, 상기 차량 제어기는 상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비를 연산하며, 설정 시간 동안의 상기 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산하고, 상기 평균 연비 및 상기 예측 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시킬 수 있다.Also, the vehicle controller may calculate a regenerative fuel economy based on the driving state information, calculate an average fuel economy with respect to the regenerative fuel economy during a preset time, and determine a fuel economy based on the average fuel economy and the predicted burning rate, Can be reproduced.

또한, 상기 차량 제어기는 상기 재생 연비 및 상기 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터를 재생시킬 수 있다.In addition, the vehicle controller may regenerate the diesel particulate filter if at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate is within the entry criterion information.

또한, 상기 차량 제어기는 승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 상기 운전상태 정보에 포함된 배기 온도 및 배기 유량 중 적어도 하나를 기반으로 상기 재생 연비를 연산할 수 있다.Also, the vehicle controller may calculate the regeneration fuel consumption based on at least one of the temperature increase setting information, the regeneration setting information, the exhaust temperature included in the operation state information, and the exhaust flow rate.

또한, 상기 차량 제어기는 목표 필터 온도, 필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 예측 버닝 레이트를 연산할 수 있다.In addition, the vehicle controller may calculate the predicted burning rate based on at least one of a target filter temperature, filter pores, a stock collection amount included in the operation state information, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration.

또한, 상기 차량 제어기는 상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시킬 수 있다.Also, the vehicle controller may stop regeneration of the diesel filtration filter if the regeneration burning rate is within the end criterion information.

또한, 상기 차량 제어기는 필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산할 수 있다.In addition, the vehicle controller may calculate a regeneration burning rate based on at least one of filter pores, the amount of soot collected in the operation state information, the measured filter temperature, the exhaust flow rate, the nitrogen oxide concentration, and the oxygen concentration.

그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 제1 운전상태 정보를 검출하는 단계; 상기 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계; 상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터를 재생시키는 단계; 제2 운전상태 정보를 검출하는 단계; 상기 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계; 및 상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for operating a vehicle, comprising: detecting first operation state information; Computing at least one of a regenerative fuel economy and a predicted burning rate based on the first operating state information; Regenerating the diesel particulate filter when at least one of the regeneration fuel consumption and the predicted burning rate satisfies the entry criteria information; Detecting second operating state information; Calculating a reproduction burning rate based on the information; And terminating the regeneration of the diesel particulate filter if the regeneration burning rate satisfies the end criterion information.

본 발명의 실시 예는 차량의 상태 정보를 기반으로 디젤여과필터를 능동적으로 재생시킬 수 있으므로 디젤여과필터의 소손을 방지할 수 있으며, 오일에 연료가 섞이는 현상인 오일 희석을 감소시킬 수 있다.The embodiment of the present invention can actively regenerate the diesel filtration filter based on the state information of the vehicle, thereby preventing burning of the diesel filtration filter and reducing oil dilution which is a phenomenon in which fuel is mixed with the oil.

또한, 버닝 레이트를 기반으로 재생 효율이 높은 구간에서 디젤여과필터를 재생시킬 수 있으므로 연비를 개선할 수 있으며, 상품성을 향상시킬 수 있고, 재생 시간을 감소시킬 수 있다.Further, since the diesel filter can be regenerated in the section where the regeneration efficiency is high based on the burning rate, the fuel consumption can be improved, the commerciality can be improved, and the regeneration time can be reduced.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects obtainable or predicted by the embodiments of the present invention will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects to be predicted according to the embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view showing an exhaust gas post-treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an exhaust gas after-treatment control method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 배기가스 후처리 장치 및 이의 제어 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an operation principle of an exhaust gas post-treatment apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and description. It should be understood, however, that the drawings and the following detailed description are exemplary and explanatory of various embodiments for effectively illustrating the features of the present invention. Therefore, the present invention should not be limited to the following drawings and descriptions.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.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. The terms used below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, intention or custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout the present invention.

또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In order to efficiently explain the essential technical features of the present invention, the following embodiments will appropriately modify, integrate, or separate terms to be understood by those skilled in the art to which the present invention belongs , And the present invention is by no means thereby limited.

이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an exhaust gas post-treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

배기가스 후처리 장치(100)는 상태 검출기(110), 엔진(140), 디젤여과필터(Diesel Particulate Filter: DPF, 150) 및 차량 제어기(2160)를 포함한다.The exhaust gas post-treatment apparatus 100 includes a state detector 110, an engine 140, a diesel particulate filter (DPF) 150, and a vehicle controller 2160.

상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)를 능동적으로 재생시키기 위해 운전상태 정보를 검출하여 차량 제어기(160)로 제공한다. 이를 위해, 상태 검출기(110)는 포집량 센서(120), 유량 센서(125), 온도 센서(130) 및 농도 센서(135)를 포함한다.The state detector 110 detects the operating state information to actively regenerate the diesel filtration filter 150 and provides it to the vehicle controller 160. To this end, the state detector 110 includes a collection amount sensor 120, a flow rate sensor 125, a temperature sensor 130, and a concentration sensor 135.

포집량 센서(120)는 수트의 포집량을 측정한다. 즉, 포집량 센서(120)는 디젤여과필터(150)에 포집된 수트의 양을 측정할 수 있다.The collection amount sensor 120 measures the collection amount of the soot. That is, the collection amount sensor 120 can measure the amount of the soot collected in the diesel filtration filter 150.

유량 센서(125)는 배기 유량을 측정한다. 즉, 유량 센서(125)는 엔진(140)에서 디젤여과필터(150)로 유입되는 배기가스의 유량을 측정할 수 있다.The flow rate sensor 125 measures the exhaust flow rate. That is, the flow sensor 125 can measure the flow rate of the exhaust gas flowing into the diesel particulate filter 150 from the engine 140.

온도 센서(130)는 배기 온도 및 필터 온도를 측정한다. 즉, 온도 센서(130)는 디젤여과필터(150)로 유입되는 배기가스의 온도를 측정할 수 있으며, 디젤여과필터(150) 내부의 온도를 측정할 수 있다.The temperature sensor 130 measures the exhaust temperature and the filter temperature. That is, the temperature sensor 130 can measure the temperature of the exhaust gas flowing into the diesel filtration filter 150, and can measure the temperature inside the diesel filtration filter 150.

농도 센서(135)는 질소산화물 농도 및 산소 농도를 측정한다. 즉, 농도 센서(135)는 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 측정할 수 있으며, 배기가스에 포함된 산소의 농도를 측정할 수 있다.The concentration sensor 135 measures the nitrogen oxide concentration and the oxygen concentration. That is, the concentration sensor 135 can measure the concentration of nitrogen oxide contained in the exhaust gas and can measure the concentration of oxygen contained in the exhaust gas.

엔진(140)은 차량 제어기(160)의 제어에 의해 출력이 제어되며, 엔진(140) 제어기의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.The output of the engine 140 is controlled by the control of the vehicle controller 160 and the driving of the engine 140 is controlled to an optimum operating point under the control of the engine 140 controller.

엔진(140)은 연료탱크로부터 공급되는 연료의 연소 후 연소실에서 발생된 배기가스를 외부로 배출한다. 이때, 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. 이하에서는 수트를 예를 들어 설명하기로 하나, 수트 뿐만 아니라 배기가스에 포함된 모든 물질일 수 있다.The engine 140 discharges the exhaust gas generated in the combustion chamber after the combustion of the fuel supplied from the fuel tank to the outside. At this time, the exhaust gas contains particulate matter (PM), and the particulate matter includes soot, organic soluble fraction (SOF), and carbon particles (carbon or soot). Hereinafter, the soot will be described by way of example, but it may be all substances included in the exhaust gas as well as the soot.

디젤여과필터(150)는 엔진(140)에서 배출한 배기가스에 포함된 수트를 포집하고, 차량 제어기(160)의 제어에 따라 포집된 수트를 제거한다. The diesel particulate filter 150 collects the soot contained in the exhaust gas discharged from the engine 140 and removes the collected soot under the control of the vehicle controller 160.

다시 말하면, 디젤여과필터(150)는 엔진(140)에서 배출한 배기가스에 포함된 수트(soot)를 포집하여 여과하고, 디젤여과필터(150)를 통해 여과된 수트의 포집량, 차량의 주행 거리, 시간 혹은 디젤여과필터(150)의 전후단 차압에 따라 자동으로 재생을 실시한다.In other words, the diesel filtration filter 150 collects and filters the soot contained in the exhaust gas discharged from the engine 140, and collects the amount of collected soot filtered through the diesel filtration filter 150, Time, or the pressure difference between the front and rear of the diesel filtration filter 150, as shown in FIG.

또한, 디젤여과필터(150)는 차량 제어기(160)의 제어에 따라 능동적으로 재생을 실시할 수 있다.In addition, the diesel particulate filter 150 can actively regenerate under the control of the vehicle controller 160.

차량 제어기(160)는 상태 검출기(110), 엔진(140) 및 디젤여과필터(150)와 연결되어 상태 검출기(110) 및 디젤여과필터(150)를 제어한다. 다시 말하면, 차량 제어기(160)는 상태 검출기(110)로부터 운전상태 정보를 제공받는다. 차량 제어기(160)는 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트(burning rate)를 연산하고, 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 기반으로 디젤여과필터(150)를 재생시킨다. 여기서, 버닝 레이트는 디젤여과필터(150) 내부의 수트가 타면서 줄어드는 단위 시간 당 수트량을 나타내며, 예측 버닝 레이트는 미리 예측한 버닝 레이트를 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 is connected to the state detector 110, the engine 140 and the diesel filtration filter 150 to control the state detector 110 and the diesel filtration filter 150. In other words, the vehicle controller 160 receives operating state information from the state detector 110. [ The vehicle controller 160 computes the regenerative fuel economy and the predicted burning rate based on the operating state information, and regenerates the diesel filtration filter 150 based on the regenerative fuel economy and the predicted burning rate. Here, the burning rate represents the number of suits per unit time in which the soot inside the diesel filter 150 is burned, and the predicted burning rate may represent a predicted burning rate.

차량 제어기(160)는 디젤여과필터(150)를 재생시킨 후 재생 버닝 레이트를 연산한다. 여기서, 재생 버닝 레이트는 디젤여과필터(150)가 재생하는 동안의 버닝 레이트를 나타낼 수 있다. 차량 제어기(160)는 재생 버닝 레이트를 기반으로 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시킨다.The vehicle controller 160 regenerates the diesel particulate filter 150 and then calculates the regenerative burning rate. Here, the regenerative burning rate may represent the burning rate during regeneration of the diesel filtration filter 150. The vehicle controller 160 stops the regeneration of the diesel filtration filter 150 based on the regeneration burning rate.

차량 제어기(160)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. 이러한 배기가스 후처리 제어 방법은 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.The vehicle controller 160 may be implemented as one or more microprocessors operating according to a set program, and the set program may be used to perform each step included in the exhaust gas after-treatment control method according to an embodiment of the present invention And may include a series of commands. This exhaust gas after-treatment control method will be described in more detail with reference to Fig.

이하에서는 배기가스의 후처리를 제어하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for controlling the post-treatment of the exhaust gas will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 후처리 제어 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an exhaust gas after-treatment control method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 차량 제어기(160)는 운전자에 의해 시동이 온되면 엔진(140)을 정상적으로 작동시켜 차량을 주행시킨다(S210).Referring to FIG. 2, the vehicle controller 160 normally operates the engine 140 to drive the vehicle when the engine is turned on (S210).

상태 검출기(110)는 엔진(140)에서 배기가스가 배출되면 제1 운전상태 정보를 검출한다(S215). 즉, 상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)가 재생하기 이전에 엔진(140)에서 배기가스가 배출되면 배기 온도, 배기 유량, 수트 포집량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 등을 포함하는 제1 운전상태 정보를 검출한다.The state detector 110 detects the first operation state information when the exhaust gas is discharged from the engine 140 (S215). That is, when the exhaust gas is discharged from the engine 140 before the diesel particulate filter 150 is regenerated, the state detector 110 detects the exhaust gas temperature, the exhaust flow rate, the soot collection amount, the nitrogen oxide concentration, 1 Operation state information is detected.

차량 제어기(160)는 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 연산한다(S220). 구체적으로, 차량 제어기(160)는 승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 제1 운전상태 정보에 포함된 배기온도 및 배기 유량을 기반으로 재생 연비를 연산한다. 여기서, 승온 설정 정보는 디젤여과필터(150)를 재생시키기 위한 온도(예를 들어, 600℃), 온도로 도달할 시간 등 디젤여과필터(150)에서 온도에 관하여 설정된 정보를 나타낼 수 있다. 재생 설정 정보는 디젤여과필터(150)를 재생시킬 시간 등 디젤여과필터(150)를 재생하기 위해 필요한 정보를 나타낼 수 있다. 승온 설정 정보 및 재생 설정 정보는 외부로부터 입력받아 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수도 있다.The vehicle controller 160 calculates the recycle fuel consumption and the predicted burning rate based on the first operating state information (S220). Specifically, the vehicle controller 160 calculates the regeneration fuel consumption based on the temperature rise setting information, the regeneration setting information, the exhaust temperature included in the first operation state information, and the exhaust flow rate. Here, the temperature increase setting information may indicate information set with respect to temperature in the diesel filtration filter 150, such as a temperature (for example, 600 DEG C) for regenerating the diesel filtration filter 150, a time to reach the temperature, and the like. The playback setting information may indicate the information necessary to play the diesel filter 150, such as the time to play the diesel filter 150. The temperature increase setting information and the reproduction setting information may be inputted from the outside or set by a predetermined algorithm (for example, a program and a probability model).

차량 제어기(160)는 설정 시간 동안 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비를 연산하고, 설정 시간 동안의 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산한다. 여기서, 설정 시간은 평균 연비를 연산하기 위해 설정된 시간을 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 calculates the regenerative fuel economy based on the first operating state information for the set time, and calculates the average fuel economy for the regenerative fuel economy for the set time. Here, the set time may represent a set time for calculating the average fuel consumption ratio.

차량 제어기(160)는 목표 필터 온도, 필터 기공, 제1 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도를 기반으로 예측 버닝 레이트를 연산한다. 여기서, 목표 필터 온도는 목표로 하는 디젤여과필터(150) 내부의 온도를 나타낼 수 있으며, 외부로부터 입력받아 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수도 있다.The vehicle controller 160 calculates the predicted burning rate based on the target filter temperature, the filter pores, the soot collection amount included in the first operating state information, the exhaust flow rate, the nitrogen oxide concentration, and the oxygen concentration. Here, the target filter temperature may indicate the temperature inside the target diesel filter 150, and may be input from the outside or set by a predetermined algorithm (for example, a program and a probability model).

필터 기공은 디젤여과필터(150) 내부의 미세 기공을 나타내며, 디젤여과필터(150)의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.The filter pores represent micropores inside the diesel filtration filter 150, and may be set differently depending on the type of the diesel filtration filter 150.

차량 제어기(160)는 재생 연비 및 예측 버닝 레이트가 진입 기준 정보에 만족하는지를 판단한다(S225). 즉, 차량 제어기(160)는 단계 S220에서 연산한 평균 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 상한 진입 기준 정보(KSh)와 하한 진입 기준 정보(KSl) 사이에 존재하는지를 판단한다. The vehicle controller 160 determines whether the regeneration fuel consumption and the predicted burning rate satisfy the entry criterion information (S225). That is, it is determined whether there is, in between the vehicle controller 160 has at least one entry is the upper limit of the average fuel efficiency and the operation prediction burning rate in step S220 based on the information (KS h) and a lower limit entry reference information (KS l).

한편, 여기서는 진입 기준 정보에 상한 진입 기준 정보와 하한 진입 기준 정보 모두를 포함한다고 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 상한 진입 기준 정보 또는 하한 진입 기준 정보 하나만 포함될 수도 있다. 만약 상한 진입 기준 정보만 존재할 경우에 차량 제어기(160)는 평균 연비 및 예측 버닝 레이트가 상한 진입 기준 정보 이하인지를 판단할 수 있다. 또한, 하한 진입 기준 정보만 존재할 경우에 차량 제어기(160)는 평균 연비 및 예측 버닝 레이트가 하한 진입 기준 정보 이상인지를 판단할 수 있다.Meanwhile, although the entry standard information includes both the upper entry standard information and the lower entry standard information, the entry standard information is not limited to the upper entry standard information and the lower entry standard information. If there is only upper limit entry criterion information, the vehicle controller 160 can determine whether the average fuel consumption and the predicted burning rate are below the upper limit entry criterion information. Also, when there is only the lower-limit entry criterion information, the vehicle controller 160 can determine whether the average fuel economy and the predicted burning rate are equal to or lower than the lower-limit entry criterion information.

차량 제어기(160)는 재생 연비 및 예측 버닝 레이트가 상한 진입 기준 정보(KSh)와 하한 진입 기준 정보(KSl) 사이에 존재하면 디젤여과필터(150)를 재생시킨다(S230).The vehicle controller 160 regenerates the diesel particulate filter 150 if the regeneration fuel consumption and the predicted burning rate are present between the upper inflow reference information KS h and the lower inflow reference information KS 1 at step S230.

상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)가 재생 중이면 제2 운전상태 정보를 검출한다(S235). 이때, 상태 검출기(110)는 디젤여과필터(150)가 재생을 시작하고 일정 시간이 흐른 후에 필터 온도, 배기 유량, 수트 포집량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 등을 포함하는 제2 운전상태 정보를 검출한다.The state detector 110 detects the second operation state information when the diesel particulate filter 150 is being regenerated (S235). At this time, the state detector 110 detects the second operating state information including the filter temperature, the exhaust flow rate, the amount of soot collected, the nitrogen oxide concentration and the oxygen concentration, etc. after the diesel particulate filter 150 starts regeneration .

차량 제어기(160)는 제2 운전상태 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산한다(S240). 다시 말하면, 차량 제어기(160)는 필터 기공, 제2 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산한다. 여기서, 측정 필터 온도는 재생하고 있거나 재생이 완료된 현재 디젤여과필터(150) 내부의 온도를 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 calculates a reproduction burning rate based on the second operation state information (S240). In other words, the vehicle controller 160 calculates the regeneration burning rate based on the filter pores, the amount of soot collected included in the second operating state information, the measured filter temperature, the exhaust flow rate, the nitrogen oxide concentration, and the oxygen concentration. Here, the measurement filter temperature may indicate the temperature inside the diesel particulate filter 150 that is being regenerated or regenerated.

차량 제어기(160)는 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하는지 판단한다 (S245). 즉, 차량 제어기(160)는 상한 종료 기준 정보(KEh)와 하한 종료 기준 정보(KEl) 사이에 재생 버닝 레이트가 존재하는지를 판단한다. 이렇게 상한 종료 기준 정보를 설정한 이유는 버닝 레이트가 너무 높은 경 재생이 빨리 진행되지만 DTI(Drop To Idle)과 같은 조건에서 유량의 급격한 변화로 인해 디젤여과필터(150)가 한계 온도를 초과할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.The vehicle controller 160 determines whether the reproduction burning rate satisfies the end criterion information (S245). That is, the vehicle controller 160 determines whether there is a reproduction burning rate between the upper limit end reference information KE h and the lower limit end reference information KE 1 . The reason for setting the upper limit termination information is that the damping filter 150 may exceed the limit temperature due to a sudden change in the flow rate under conditions such as DTI (Drop To Idle) This is to prevent this.

한편, 여기서는 종료 기준 정보에 상한 종료 기준 정보와 하한 종료 기준 정보 모두를 포함한다고 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 상한 종료 기준 정보 또는 하한 종료 기준 정보 하나만 포함될 수 있다. Meanwhile, although the end reference information includes both the upper end reference information and the lower end reference information, the termination reference information is not limited to this, and only one upper end reference information or lower end reference information may be included.

차량 제어기(160)는 상한 종료 기준 정보(KEh)와 하한 종료 기준 정보(KEl) 사이에 재생 버닝 레이트가 존재하면 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시킨다(S250).The vehicle controller 160 stops the reproduction of the diesel filter 150 if there is a regeneration burning rate between the upper limit end reference information KE h and the lower limit end reference information KE l at step S250.

차량 제어기(160)는 상한 종료 기준 정보(KEh)와 하한 종료 기준 정보(KEl) 사이에 재생 버닝 레이트가 존재하지 않으면 필터 재생 시간을 확인한다(S255). 여기서, 필터 재생 시간은 디젤여과필터(150)가 재생한 시간을 나타낼 수 있다.The vehicle controller 160 confirms the filter regeneration time if there is no regenerative burning rate between the upper limit termination criterion information KE h and the lower limit termination criterion KE l (S255). Here, the filter regeneration time may indicate the time regenerated by the diesel filtration filter 150.

차량 제어기(160)는 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상인지를 판단한다(S260). 그리고 차량 제어기(160)는 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상이면 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시킨다. 이렇게 최소 재생 시간을 설정한 이유는 재생 연비가 높아 디젤여과필터(150)의 능동 재생을 실시하였으나, 차량의 조건이 변경됨에 따라 능동 재생을 중지시켜야 하나, 디젤여과필터(150)의 승온을 위하여 이미 연료를 사용하였기 때문에 디젤여과필터(150)의 재생을 중지시키면 연비를 낭비하게 되기 때문에 이를 방지하기 위함이다.The vehicle controller 160 determines whether the filter regeneration time is equal to or longer than the minimum regeneration time (S260). If the filter regeneration time is longer than the minimum regeneration time, the vehicle controller 160 stops regeneration of the diesel particulate filter 150. The reason why the minimum regeneration time is set is that the regeneration of the diesel particulate filter 150 is performed because the regeneration fuel consumption is high but the active regeneration should be stopped as the vehicle conditions change, Since the fuel is already used, if the regeneration of the diesel filter 150 is stopped, the fuel consumption is wasted.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

100: 배기가스 후처리 장치
110: 상태 검출기
120: 포집량 센서
125: 유량 센서
130: 온도 센서
135: 농도 센서
140: 엔진
150: 디젤여과필터
160: 차량 제어기100: Exhaust gas post-treatment device
110: state detector
120: collection sensor
125: Flow sensor
130: Temperature sensor
135: Concentration sensor
140: engine
150: Diesel filtration filter
160: vehicle controller

Claims (14)

운전상태 정보를 검출하는 상태 검출기;
엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤여과필터; 및
상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트를 연산하고, 상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시키며, 상기 디젤여과필터가 재생되면 재생 버닝 레이트를 연산하며, 상기 재생 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시키는 차량 제어기;
를 포함하는 배기가스 후처리 장치.A state detector for detecting operation state information;
A diesel filtration filter for trapping particulate matter contained in the exhaust gas discharged from the engine; And
A regeneration fuel consumption and a predicted burning rate are calculated based on the operation state information, and the diesel particulate filter is regenerated based on at least one of the regeneration fuel consumption and the predicted burning rate, and when the diesel particulate filter is regenerated, A vehicle controller for stopping the regeneration of the diesel filtration filter based on the regeneration burning rate;
And the exhaust gas after-treatment apparatus. 제1 항에 있어서
상기 차량 제어기는
상기 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비를 연산하며, 설정 시간 동안의 상기 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산하고, 상기 평균 연비 및 상기 예측 버닝 레이트를 기반으로 상기 디젤여과필터를 재생시키는 배기가스 후처리 장치.The method of claim 1, wherein
The vehicle controller
Calculating an average fuel efficiency for the regenerative fuel economy during the set time, and for regenerating the diesel particulate filter based on the average fuel economy and the predicted burning rate, Device. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
상기 재생 연비 및 상기 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터를 재생시키는 배기가스 후처리 장치.The method according to claim 1,
The vehicle controller
And regenerates the diesel particulate filter when at least one of the regeneration fuel consumption and the predicted burning rate is within the entry reference information. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 상기 운전상태 정보에 포함된 배기 온도 및 배기 유량 중 적어도 하나를 기반으로 상기 재생 연비를 연산하는 배기가스 후처리 장치.The method according to claim 1,
The vehicle controller
The regeneration fuel consumption is calculated based on at least one of the temperature increase setting information, the regeneration setting information, the exhaust temperature included in the operation state information, and the exhaust flow rate. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
목표 필터 온도, 필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 예측 버닝 레이트를 연산하는 배기가스 후처리 장치.The method according to claim 1,
The vehicle controller
Wherein the predicted burning rate is calculated based on at least one of a target filter temperature, a filter pore, a soot collection amount included in the operation state information, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보 이내에 존재하면 상기 디젤여과필터의 재생을 중지시키는 배기가스 후처리 장치.The method according to claim 1,
The vehicle controller
And stops the regeneration of the diesel particulate filter if the regeneration burning rate is within the end criterion information. 제1 항에 있어서,
상기 차량 제어기는
필터 기공, 상기 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 배기가스 후처리 장치.The method according to claim 1,
The vehicle controller
Wherein the regeneration burning rate is calculated based on at least one of a filter pore, a soot collection amount included in the operation state information, a measurement filter temperature, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration. 제1 운전상태 정보를 검출하는 단계;
상기 제1 운전상태 정보를 기반으로 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계;
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터를 재생시키는 단계;
제2 운전상태 정보를 검출하는 단계;
상기 제2 운전상태 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계; 및
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계;
를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.Detecting first operating state information;
Computing at least one of a regenerative fuel economy and a predicted burning rate based on the first operating state information;
Regenerating the diesel particulate filter when at least one of the regeneration fuel consumption and the predicted burning rate satisfies the entry criteria information;
Detecting second operating state information;
Calculating a reproduction burning rate based on the second operation state information; And
Terminating regeneration of the diesel particulate filter if the regeneration burning rate satisfies the end criterion information;
And the exhaust gas after-treatment control method. 제8 항에 있어서,
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계는
승온 설정 정보, 재생 설정 정보, 상기 제1 운전상태 정보에 포함된 배기 온도, 배기 유량 중 적어도 하나를 기반으로 상기 재생 연비를 연산하는 단계; 및
설정 시간 동안의 상기 재생 연비에 대한 평균 연비를 연산하는 단계;
를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein computing at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate
Computing the regenerative fuel consumption based on at least one of the temperature increase setting information, the regeneration setting information, the exhaust temperature included in the first operating state information, and the exhaust flow rate; And
Calculating an average fuel consumption ratio with respect to the regenerative fuel consumption ratio during the set time;
And the exhaust gas after-treatment control method. 제9 항에 있어서,
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 진입 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터를 재생시키는 단계는
상기 평균 연비 및 상기 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나가 상한 진입 기준 정보와 하한 진입 기준 정보 사이에 존재하면 상기 디젤여과필터를 재생하는 단계를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.10. The method of claim 9,
Regenerating the diesel filtration filter if at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate satisfies the entry criteria information
And regenerating the diesel particulate filter if at least one of the average fuel efficiency and the predicted burning rate is present between the upper limit entry criterion information and the lower limit entry criterion information. 제8 항에 있어서,
상기 재생 연비 및 예측 버닝 레이트 중 적어도 하나를 연산하는 단계는
목표 필터 온도, 필터 기공, 상기 제1 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 예측 버닝 레이트를 연산하는 단계를 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein computing at least one of the regeneration fuel economy and the predicted burning rate
Calculating the predicted burning rate based on at least one of a target filter temperature, a filter pore, a soot collection amount included in the first operating state information, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration, Control method. 제8 항에 있어서,
상기 제2 운전상태 정보를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계는
필터 기공, 상기 제2 운전상태 정보에 포함된 수트 포집량, 측정 필터 온도, 배기 유량, 질소산화물 농도 및 산소 농도 중 적어도 하나를 기반으로 재생 버닝 레이트를 연산하는 단계인 배기가스 후처리 제어 방법.9. The method of claim 8,
The step of calculating the reproduction burning rate based on the second operation state information
Calculating a regeneration burning rate based on at least one of a filter pore, a soot collection amount included in the second operation state information, a measurement filter temperature, an exhaust flow rate, a nitrogen oxide concentration, and an oxygen concentration. 제8 항에 있어서,
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계는
상기 재생 버닝 레이트가 상한 종료 기준 정보와 하한 종료 기준 정보 사이에 존재하면 상기 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계인 배기가스 후처리 제어 방법.9. The method of claim 8,
And terminating the regeneration of the diesel filtration filter if the regeneration burning rate satisfies the end criterion information
And terminating the regeneration of the diesel particulate filter if the regeneration burning rate is between the upper limit end reference information and the lower limit end reference information. 제8 항에 있어서,
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하면 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계 이후에
상기 재생 버닝 레이트가 종료 기준 정보에 만족하지 않으면 필터 재생 시간을 확인하는 단계;
상기 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상인지를 판단하는 단계; 및
상기 필터 재생 시간이 최소 재생 시간 이상이면 상기 디젤여과필터의 재생을 종료시키는 단계;
를 더 포함하는 배기가스 후처리 제어 방법.9. The method of claim 8,
If the regeneration burning rate satisfies the end criterion information, the process of terminating regeneration of the diesel particulate filter
Confirming the filter playback time if the playback burning rate is not satisfied with the end reference information;
Determining whether the filter regeneration time is longer than a minimum regeneration time; And
Terminating regeneration of the diesel particulate filter when the filter regeneration time is at least a regeneration time;
Further comprising the steps of:
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