KR20200082254A - 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

엔진에서 발생하는 미연탄화수소의 양을 예측하여 후분사량을 보정하여 촉매 내부온도를 안정적으로 제어하는 기술에 관한 발명으로, 정교하게 구성된 모델 기반 온도 제어에서조차 차량에서 발생하는 가감속 주행 등의 동적 운전조건에서는 발열촉매의 과다 발열 현상 등이 발생하는 문제점을 개선하기 위해, 디젤 엔진의 모델 기반 재생온도 제어를 이용한 발열 촉매 온도 제어방법에 있어서의 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법을 제안한다. 이 방법은 촉매의 내부온도를 계산하는 단계; 촉매의 발열온도를 계산하는 단계; 촉매 발열온도 > 사전 설정된 제1설정값이면서 동시에 촉매 전단온도 < 사전 설정된 제2설정값인지 판단하는 단계; 상기 판단 결과, 촉매 발열온도 > 사전 설정된 제1설정값이면서 동시에 촉매 전단온도 < 사전 설정된 제2설정값인 경우에 엔진 출구의 미연탄화수소량을 예측하는 단계; 상기 단계에서 예측된 미연탄화수소량을 엔진 출구에서 생성하기 위해 실제로 실린더 내에 분사해야 할 후분사 연료량을 보정하는 단계를 포함한다.

Description

미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법 및 장치 {Method and apparatus for controlling exhaust gas temperature using unburned hydrocarbon prediction modelling}

본 발명은 디젤 자동차에서 매연 물질을 제거하기 위한 DPF의 온도 제어에 관한 것으로, 구체적으로는, DPF 전단에 장착된 발열촉매의 온도를 엔진 출구 미연탄화수소 예측 모델을 이용하여 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 연비는 뛰어나지만 환경적인 측면에서는 질소산화물(NOx)과 미세먼지(PM)가 많이 배출된다. 최근 강화되고 있는 배기가스 관련 법규를 만족하기 위해 디젤 엔진에는 발열촉매 장치(DOC, LNT)가 적용된다. 발열촉매 장치는 DPF(Diesel Particulate Filter; 디젤 미립자 필터)의 전단에 장착되어 촉매의 반응열로 배기가스 온도를 높이는 역할을 한다. DOC(diesel oxidation catalyst)는 세라믹 담체에 코팅된 촉매의 산화작용으로 배기가스의 CO, HC, PM 중의 용해성 유기물질(SOF)을 산화시킨다. LNT(lean NOx trap)에는 NOx를 선택적으로 붙잡을 수 있는 필터가 포함되어 있다.

한편, 최근에는 DPF 전단의 온도를 정밀하게 제어하기 위해 가스 비열, 배기유량, 목표 발열 온도 등을 열역학 법칙 모델에 기반한 배기가스 제어 방식에 활용하고 있다. DPF 내 포집된 매연을 제거하기 위해서 DPF의 입구온도가 580~650℃의 수준으로 요구되는데, 일반적인 엔진 모드로는 이 온도 수준을 만족시키기 어려우므로 엔진 출구온도를 최대한 올리기 위한 별도의 재생모드를 이용한다.

하지만 승온된 엔진 출구온도만으로는 주요 운전 영역에서 DPF 입구 온도 요구치를 만족하지 못하기 때문에 발열 촉매(DOC, LNT) 등의 산화 반응을 이용한다. 발열 촉매의 발열원은 엔진에서 동력 행정 말기에 실린더 내에 분사하는 후분사에서 생성된 미연탄화수소이다. 최근 강화되는 배기가스 법규를 만족하기 위해서는 발열 촉매가 정상적인 작동을 해야 하는데, 재생모드 중 발열촉매 내부온도 과다에 의한 발열 촉매의 열화 현상 및 파손으로 배출가스 증가 문제 등이 발생할 수 있다. 따라서 재생모드 중 DPF 전단온도 뿐만 아니라 발열 촉매 내부의 온도 제어 또한 중요하게 되었다.

최근에는 정밀한 제어를 위해 기존의 PID 방식의 피드백 제어보다 모델 기반 DPF 온도 제어 방식이 선호되고 있다. 모델 기반 제어 방식은 DPF 목표 온도를 추종하기 위해 필요한 후분사량을 Q=CmΔT(C: 가스 비열, m: 배기유량, ΔT: 촉매 내부 목표 온도와 촉매 전단온도차)의 열역학 법칙을 이용하여, 실시간 필요 연료량을 계산하고 분사함으로 DPF 전단의 실제 온도를 바탕으로 제어하는 종래의 PID 제어보다 분사 정확도 및 제어속도가 향상되는 장점을 갖는다.

도 1은 모델 기반 재생온도 제어방식의 설명을 위한 개념 모식도이다. 발열촉매(LNT) 전단에 필요한 미연 탄화수소(HC)의 양을 LNT의 전단온도(T4)와 촉매 내부의 목표 온도(파이프 열손실 고려됨)와의 차를 이용해 열역학 법칙을 써서 계산하고, 실린더 내부의 오일 희석량을 고려하여 최종분사량이 결정된다. 모델 기반 재생온도 제어에서는, 기본 후분사량은 따로 설정하지 않고 모델링에 의해 계산된 연료량이 최종 연료량이 된다. 모델 기반 재생온도 제어의 단점은 엔진 출구에서부터 모델링이 필요하므로 많은 시험 시간이 필요하다는 것이나, 실시간으로 변화하는 T4 온도를 기반으로 목표 온도를 추종하기 위해 필요한 연료량을 실시간으로 계산하여 연료를 분사하므로 제어 응답성이 빠르고 발열 촉매 내의 온도 과다 현상이 전통적인 PID 제어 방식에 비해 낮다는 큰 장점을 갖는다.

발열 촉매 내부의 온도는 촉매에 도달한 배기가스와 엔진에서 분사된 미연탄화수소의 촉매 내에서의 산화반응의 결과로서 나타난다. 촉매가 가지는 열용량으로 인해, 산화 반응이 일어난 뒤 일정시간 후 온도가 결정되기 때문에, 촉매 내부의 반응 및 필요 연료량을 미리 예측하여 후분사량을 제어하여야 촉매 내부 한계 온도 내에서 이를 제어할 수 있다.

일반적으로, 도심 운행과 같이 촉매 전단의 온도(이하, '전단온도')가 낮은 경우 촉매의 발열은 한계 온도에 근접하여 DPF 전단온도 제어를 하고 있고, 촉매 내부 예측 온도는 설정값을 넘어가지 않지만, 이후에 차량 가속시에는 촉매 전단온도 상승 및 배기유량 증가로 인해 촉매의 발열효율이 증가하여 촉매 한계 온도를 넘는 현상이 발생한다. 이에 본 발명을 통해, 엔진에서 발생하는 미연탄화수소의 양을 예측하여 후분사량을 보정하여 촉매 내부온도를 안정적으로 제어할 수 있는 기술을 제안한다.

상기 과제를 달성하기 위해, 첫째, 촉매 전단의 온도 또는 온도 변화량을 바탕으로 엔진출구 미연탄화수소량을 예측하여 실시간으로 후분사량을 보정하고, 둘째, 촉매 내부의 발열 온도 모델링(촉매 모델링)을 기반으로 촉매 발열 한계온도가 과도한 경우에 후분사량을 보정하는 방법이 제공된다.

본 발명의 기본 개념은 다음과 같다.

- 상기 배경기술 항목에서와 같이, 정밀한 제어를 위해 모델 기반 DPF 온도 제어 방식이 선호되고 있다. 모델 기반 제어 방식은, 1) DPF 목표 온도를 추종하기 위해 발열 촉매 내부 가상의 목표온도를 설정하고 Q=CmΔT(C: 가스 비열, m: 배기유량, ΔT: 촉매 내부 목표 온도와 촉매 전단온도차)의 열역학 법칙을 이용하여, 촉매 발열에 필요한 촉매 입구단의 미연탄화수소를 계산하는 부분, 2) 1)에서 계산된 미연탄화수소를 엔진출구에서 생성하기 위해 실제 실린더 내에서 분사해야 할 후분사량을 계산하는 부분, 3) 2)에서 계산된 엔진 출구의 미연탄화수소를 바탕으로 발열촉매 내부의 온도를 예측하는 부분으로 구성된다.

- 이렇게 정교하게 구성된 모델 기반 온도 제어에서조차 차량에서 발생하는 가감속 주행 등의 동적 운전조건에서는 발열촉매의 과다 발열 현상 등이 발생한다. 이는 발열촉매의 발열원으로 쓰이는 미연탄화수소가 차량 동적 운전조건 등의 복잡한 연소 환경에 민감한 배출특성을 보이기 때문이다.

- 본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 차량의 동적 운전 조건에서 발생하는 발열 촉매의 과다 발열 현상을 해결하기 위해 모델 기반 DPF 온도 제어부의 상기 2)번의 엔진 출구의 미연탄화수소의 예측 및 후분사량 계산 부분을 개선하고자 하는 것이다. 모델 기반 DPF 온도 제어 방식에서는 발열 촉매 내의 목표 발열 온도를 위해 필요한 연료량(미연탄화수소)을 계산한다. 그 뒤, 실제 엔진의 배기가스에서 필요로 하는 미연탄화수소가 배출되기 위해 분사해야 할 연료량을 계산한다. 이 부분의 정밀도가 모델 기반 DPF 온도 제어 방식에서 중요한데, 차량에서 발생하는 가감속 주행 등의 동적 운전조건에서는 엔진 실린더 내 연소환경이 급변하므로 후분사된 연료의 미연탄화수소 생성량도 변화한다. 그러면, 모델에서 계산한 미연탄화수소량과 실제 생성된 양의 오차에 의해 발열촉매 내에서 과도 발열 현상이 나타난다.

- 이를 해결하기 위해 미연탄화수소 예측 모델에, 촉매 전단온도와 배기유량의 입력 인자를 추가로 고려하여 정밀한 엔진 출구 미연탄화수소를 예측하는 것이 본 발명의 기본 개념이다.

보다 구체적으로 본 발명의 한 측면에 따르면, 디젤 엔진의 모델 기반 재생온도 제어를 이용한 발열 촉매 온도 제어방법에 있어서, 촉매의 내부온도를 계산하는 단계; 촉매의 발열온도를 계산하는 단계; 촉매 발열온도 > 사전 설정된 제1설정값이면서 동시에 촉매 전단온도 < 사전 설정된 제2설정값인지 판단하는 단계; 상기 판단 결과, 촉매 발열온도 > 사전 설정된 제1설정값이면서 동시에 촉매 전단온도 < 사전 설정된 제2설정값인 경우에 엔진 출구의 미연탄화수소량을 예측하는 단계; 상기 단계에서 예측된 미연탄화수소량을 엔진 출구에서 생성하기 위해 실제로 실린더 내에 분사해야 할 후분사 연료량을 보정하는 단계를 포함하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 디젤 엔진의 모델 기반 재생온도 제어를 이용한 발열 촉매 온도 제어장치에 있어서, 촉매 전단의 미연탄화수소량을 계산하는 수단; 실린더에 분사된 연료량을 기초로 촉매 내부온도를 계산하는 촉매 모델링부; 및 촉매 전단온도와 배기유량이 고려된 연소효율팩터 테이블을 활용하여 보정 팩터를 산출해서 사전 설정된 후분사 연료량을 보정하는 수단을 포함하는 미연탄화수소 모델링부를 포함하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 장치가 제공된다.

이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

상기 기술한 것과 같이 가속 및 감속 등의 차량 운전 조건에서 발열 촉매가 고온에 노출되어 손상되는 것을 방지하여 촉매의 정상적 작동을 확보할 수 있다. 따라서, 발열 촉매의 안정적 배기가스 정화 효율을 확보시킬 수 있으며, 발열 촉매의 열화(Aging)를 지연시켜 재생 모드에서 차량 연비를 향상시킬 수 있다.

도 1은 모델 기반 재생온도 제어방식의 설명을 위한 개념 모식도
도 2는 본 발명에 따른 엔진 출구 미연탄화수소 예측 모델을 이용한 배기가스 온도 제어 방법의 개념 설명 모식도
도 3은 본 발명의 배기가스 온도 제어방법의 구체적인 프로세스 흐름도
도 4는 도 2의 배기가스 온도 제어 방법에 후분사 연료량의 보정에 관련된 부분을 추가한 모식도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도면을 참조하여 본 발명의 시스템을 실시하기 위한 대표적인 실시예에 대해 설명한다. 이하에서는 본 발명을 방법 측면의 구성요소 명칭인 '...절차' 및 '... 단계'로 설명하겠지만, 이러한 구성 측면의 설명으로 본 발명의 장치적 측면에 대한 설명을 커버할 수 있을 것이다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 엔진 출구 미연탄화수소 예측 모델을 이용한 배기가스 온도 제어 방법의 개념을 설명하는 모식도이다. 기본적으로 도 1에 나타낸 모델 기반 DPF 재생온도 제어 로직을 기초로 하므로, 도 1을 함께 참조한다. 또한 도 2는 본 발명의 엔진 출구 미연탄화수소 예측 모델을 이용한 배기가스 온도 제어 방법을 구현하는 한 실시형태의 물리적 구성을 나타내는 것이기도 하다.

① '촉매 전단의 미연탄화수소 계산' 과정에서는 Q=CmΔT(C: 가스 비열, m: 배기유량, ΔT: 촉매 내부 목표 온도와 촉매 전단온도차) 계산부(10)를 이용하여, 촉매(LNT) 입구단(전단)의 미연탄화수소를 계산한다. 현재의 촉매 내부 발열온도 조건이 설정치를 만족하면 연소효율(오일희석) 제어부(20)에 의해 실린더에 대한 후분사 연료량(후분사량)의 보정을 실행한다(후분사량 보정에 대해서는 차후에 상세히 설명함).

② '미연탄화수소 모델링'은 ① 과정에서 계산된 미연탄화수소량을 엔진 출구에서 생성하기 위해 실제 실린더 내에 분사해야 할 후분사량을 계산하는 부분으로, 연소효율(오일희석) 제어부(20)에서 오일희석을 통해 후분사량을 보정하여 연소효율을 제고하고, 추가적으로, 모델기반 연료량 제어부(30)에 의해서도 후분사량을 보정한다(이들 후분사량 보정에 대해서도 차후에 상세히 설명함). "최종 후분사량 = (촉매 전단에 필요한 미연탄화수소)/(1- 연소효율)"로 계산되는데, 여기서, "연소효율 = f(엔진운전영역 + 촉매전단온도변화량/배기유량)"이다.

③ '촉매(LNT) 모델링'은 촉매 내부온도를 모델링하는 것으로, 분사된 연료량을 기초로 촉매 내부온도를 계산한다.

이와 같이 본 발명은 촉매내부의 온도초과 문제를 해결하기 위해, 내부온도 초과를 유발할 수 있는 상황을 예측하여, 연소효율을 실시간 보정하여 분사하고, 만약 촉매 내부 발열 온도가 한계 온도 이상으로 발열하는 경우에는 연료량을 보정함으로써 촉매 내부온도 초과 문제를 해결하고자 한다.

참고로, 실린더 내에서의 연소 환경 때문에 미연탄화수소의 생성량은 달라진다. 예를 들어, ①에서 계산한 연료량이 10q인데 10q를 실린더에서 분사한다고 해도 10q가 촉매 입구단에 유입되는 것이 아니다. 실린더에서 분사한 연료 일부분은 실린더에서 연소하여 배기가스 온도를 높이는 용도로, 일부분은 실린더 벽면에 충돌하여 오일희석으로 사라진다. 그러므로, 촉매 입구단에 10q가 공급되도록 하기 위해 실린더 안에서 얼마만큼 오일희석 및 연소로 인해 감소하는지를 모델링해야 한다. 이를 본 발명에서는 '미연 탄화수소 모델링'이라 명명한다.

본 발명의 개발 과정 중, 시내 도심 주행 상황에서의 DPF 온도 만족을 위해 촉매 전단온도는 낮고 촉매 내부온도는 한계 온도에 가까운 온도를 형성하고 있던 도중, 가속시에 촉매 내부온도를 넘어가는 현상이 발생하였는바, 이를 해결하기 위해, 가속시에는 미연탄화수소 모델링에 촉매 전단의 온도 변화량 및 배기유량 항목을 추가하였다.

이제 이러한 개념을 구체화한 본 발명의 배기가스 온도 제어방법을 도 3을 참조하여 설명한다.

110: 본 발명은 DPF 재생모드에서 이루어진다.

120: 촉매 내부온도 계산 - 디젤 엔진 운전 모드가 DPF 재생모드에 진입한 상태에서 도 2의 촉매 모델링을 이용하여, 분사된 연료량 기반으로 계산한다.

130: 촉매 발열온도 계산 - 촉매 전단온도(센서로 계측함)와 촉매 내부온도(촉매 모델링을 이용함)를 이용하여 현재 촉매 내의 발열온도를 계산

140: '촉매 발열온도 > 설정값'이면서 동시에 '촉매 전단온도 < 설정값'인지 판단 - 촉매 내부온도를 초과할 가능성이 있는 운전 모드인지 판단하기 위한 단계로서, 만일 촉매 전단온도가 낮은 상태에서 촉매 발열이 큰 경우에는 향후 가속시에 한계온도를 넘을 가능성이 높아진다. '촉매 발열온도 > 설정값'이면서 동시에 '촉매 전단온도 < 설정값'인 경우에는 다음의 150 단계를 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 다시 앞으로 돌아간다.

150: 엔진 출구의 미연탄화수소 예측 - 기존의 엔진출구 미연탄화수소량 예측/계산부에, 촉매 전단온도 및 배기유량에 따른 영향성을 추가로 고려하여 엔진출구 미연탄화수소량을 예측하는 단계이다. 앞의 단계 140에서 초과 모드인 것으로 판단이 되면(즉, '촉매 발열온도 > 설정값'이면서 동시에 '촉매 전단온도 < 설정값'인지 판단되면), 기존 운전영역에 촉매전단온도와 배기유량을 추가로 고려하여 미연탄화수소를 예측한다.

엔진에서 발생하는 미연 탄화수소는 엔진에서 발생하는 다양한 입력 인자의 영향을 받는데, 주로, 분사시기, 연료량, EGR율, 당량비, 엔진 스피드·토크, 냉각수온 등이다. 하지만 이들에 촉매 전단온도 또는 촉매 전단 온도변화량과 배기유량 의 입력인자를 추가로 고려하여 엔진출구 미연탄화수소를 예측하고자 하는 것이다.

이를 위해 입력 인자로서 촉매 전단온도와 배기유량을 추가하여서, 앞의 140 단게에서 계산한 엔진 운전영역에 따른 미연탄화수소량 계산에 추가로 촉매 전단 온도/배기유량에 따른 미연 탄화수소량을 계산한다. 이를 위해서 촉매 전단 온도/배기유량에 따른 미연 탄화수소량 테이블을 사용할 수 있다.

160: 후분사 연료량 보정 - 150 단계에서 계산된 미연탄화수소량을 엔진 출구에서 생성하기 위해 실제로 실린더 내에 분사해야 할 후분사 연료량의 저감을 위한 보정 단계로, 도 4를 참조하면, 연소효율(오일희석) 제어부(20)에 보정신호(50)를 공급하여 후분사량을 제어하도록 한다. 앞에서(도 2 관련 설명에서) "최종 후분사량 = (촉매 전단에 필요한 미연탄화수소)/(1- 연소효율)"로 계산되고, 여기서 "연소효율 = f(엔진운전영역 + 촉매전단온도변화량/배기유량)"임을 언급한 바 있다. 이를 위해 도 4에서와 같이 촉매 전단온도와 배기유량이 고려된 연소효율팩터 테이블(40)을 활용할 수 있다.

170: 후분사 - 상기 보정된 후분사 연료량(후분사량)을 최종적으로 실린더에 분사한다.

한편, 본 발명에는 140~160 단계와 독립적으로, 촉매 발열온도가 촉매 발열온도 한계값보다 높은 경우에 후분사량을 추가로 보정하기 위한 단계가 추가로 포함된다. 180 단계는, 앞의 130 단계에서 계산한 촉매 발열온도가 한계값(한계온도)보다 큰지 판단하는 단계로, 촉매의 발열온도가 발열온도 한계값을 초과할 때 후분사량을 저감하기 위한 것이다. 190 단계는 후분사 연료량 저감 팩터를 계산하는 단계로 촉매 내부 발열온도에 따른 연료량 보정팩터 테이블(60)을 활용하여 보정팩터를 산출해서 보정신호(70)를 도 4의 모델기반 연료량 제어부(30)에 입력해서 추가로 후분사량을 보정한다.

본 발명은 이상에서 설명한 것과 같이 방법적 측면으로 실시가능하며 또한 장치 측면으로도 실시가능하다. 장치 측면으로의 실시의 경우에는, 본 발명의 각 구성요소의 기능(function) 또는 과정(process) 또는 단계(step)를 DSP(digital signal processor), 프로세서, 컨트롤러, ASIC(application-specific IC), 프로그래머블 로직소자(FPGA 등), 기타 전자소자 중의 적어도 하나 그리고 이들의 조합이 포함되는 하드웨어 요소로써 구현 가능하다. 또한 하드웨어 요소와 결합되어 또는 독립적으로 소프트웨어로써도 구현 가능한데, 이 소프트웨어는 기록매체에 저장 가능하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

1. 디젤 엔진의 모델 기반 재생온도 제어를 이용한 발열 촉매 온도 제어방법에 있어서,
   촉매의 내부온도를 계산하는 단계;
   촉매의 발열온도를 계산하는 단계;
   촉매 발열온도 > 사전 설정된 제1설정값이면서 동시에 촉매 전단온도 < 사전 설정된 제2설정값인지 판단하는 단계;
   상기 판단 결과, 촉매 발열온도 > 사전 설정된 제1설정값이면서 동시에 촉매 전단온도 < 사전 설정된 제2설정값인 경우에 엔진 출구의 미연탄화수소량을 예측하는 단계;
   상기 단계에서 예측된 미연탄화수소량을 엔진 출구에서 생성하기 위해 실제로 실린더 내에 분사해야 할 후분사 연료량을 보정하는 단계를 포함하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법.
2. 제1항에서,
   상기 계산한 촉매 발열온도가 사전 설정된 한계온도보다 큰지 판단하는 단계;
   상기 판단 결과, 상기 촉매 발열온도가 상기 한계온도보다 큰 경우에, 실린더 내에 분사해야 할 후분사 연료량을 추가 보정하는 단계를 추가로 포함하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법.
3. 제1항에서, 상기 촉매의 내부온도를 계산하는 단계는
   디젤 엔진 운전 모드가 DPF 재생모드에 진입한 상태에서 촉매 모델링을 이용하여, 분사된 연료량 기반으로 계산하는 것을 특징으로 하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법.
4. 제1항에서, 상기 촉매의 발열온도를 계산하는 단계는
   센서로 계측된 촉매 전단온도와 상기 촉매 내부온도를 이용하여 현재 촉매 내의 발열온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법.
5. 제1항에서, 상기 엔진 출구의 미연탄화수소량을 예측하는 단계는
   운전영역에 촉매 전단온도와 배기유량을 추가 입력 인자로 고려하여 미연탄화수소를 예측하는 것을 특징으로 하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법.
6. 제1항에서, 상기 후분사 연료량을 보정하는 단계는
   촉매 전단온도와 배기유량이 고려된 연소효율팩터 테이블을 활용하여 보정 팩터를 산출해서 사전 설정된 후분사 연료량을 보정하는 것을 특징으로 하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법.
7. 제2항에서, 상기 후분사 연료량을 추가 보정하는 단계는
   촉매 발열온도에 따른 연료량 보정팩터 테이블을 활용하여 보정팩터를 산출해서 사전 설정된 후분사 연료량을 보정하는 것을 특징으로 하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 방법.
8. 디젤 엔진의 모델 기반 재생온도 제어를 이용한 발열 촉매 온도 제어장치에 있어서,
   촉매 전단의 미연탄화수소량을 계산하는 수단;
   실린더에 분사된 연료량을 기초로 촉매 내부온도를 계산하는 촉매 모델링부; 및
   촉매 전단온도와 배기유량이 고려된 연소효율팩터 테이블을 활용하여 보정 팩터를 산출해서 사전 설정된 후분사 연료량을 보정하는 수단을 포함하는 미연탄화수소 모델링부를 포함하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 장치.
9. 제8항에서, 상기 미연탄화수소 모델링부는
   촉매 발열온도가 발열온도 한계값보다 높을 때 후분사량을 저감하기 위하여 촉매 발열온도에 따른 연료량 보정팩터 테이블을 활용하여 보정팩터를 산출해서 사전 설정된 후분사 연료량을 보정하는 수단을 추가로 포함하는 미연탄화수소 예측 모델링을 이용한 배기가스 온도 제어 장치.
   
   

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