KR20230094864A - Control apparatus for filter and method for calibrating and diagnosing sensor thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치는, 필터의 전후단 배기가스 온도의 차이를 이용하여 수트 재생 수행 여부를 판단하는 온도 판단부, 상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도와 상기 필터의 후단 산소 농도의 차이를 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정하는 계산부, 및 보정된 상기 필터의 전단 산소 농도를 기초로 필터를 제어하여 배기가스의 입자상 물질을 포집하는 제어부를 포함한다.A filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention includes a temperature determining unit that determines whether or not soot regeneration is performed using a difference in exhaust gas temperature at the front and rear ends of the filter, and a front end of the filter when the soot regeneration is not being performed. A calculation unit for correcting the oxygen concentration at the front end of the filter using the difference between the oxygen concentration and the oxygen concentration at the downstream end of the filter, and controlling the filter based on the corrected oxygen concentration at the front end of the filter to collect particulate matter in the exhaust gas includes a control unit.

Description

필터 재생 제어 장치 및 그것의 센서 보정 및 진단 방법{CONTROL APPARATUS FOR FILTER AND METHOD FOR CALIBRATING AND DIAGNOSING SENSOR THEREOF}Filter regeneration control device and sensor calibration and diagnosis method thereof

본 발명은 필터 재생 제어 장치 및 그것의 센서 보정 및 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a filter regeneration control device and a sensor calibration and diagnosis method thereof.

일반적으로, 엔진의 배기 시스템은 배기 가스 중에 함유된 공해 물질인 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 입자상 물질(Particulate Matter, PM), 질소산화물(NOx) 등을 감소시키기 위해 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC) 장치, 디젤 매연 필터(Diesel Particulate matter Filter, DPF), 선택적환원촉매 (Selective Catalyst Reduction, SCR) 장치, 질소산화물 흡장촉매(Lean NOx Trap, LNT 촉매), 및 가솔린 입자상 필터(Gasoline Particulate Filter) 장치 등과 같은 배기 가스 후처리 장치를 구비하고 있다.In general, the exhaust system of an engine uses a diesel oxidation catalyst (Diesel Oxidation Catalyst) to reduce pollutants such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), particulate matter (PM), and nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas. Oxidation Catalyst (DOC) Device, Diesel Particulate Matter Filter (DPF), Selective Catalyst Reduction (SCR) Device, Lean NOx Trap (LNT Catalyst), and Gasoline Particulate Filter (Gasoline It is equipped with an exhaust gas post-processing device such as a particulate filter device.

LNT 장치는 엔진의 희박 연소에 의해 발생되는 질소산화물을 흡장하여 저장하고, 환원 작용으로 질소산화물을 질소로 환원시켜 배출하고, DPF는 디젤 내연 기관에서 발생하는 입자상 물질을 물리적으로 여과하기 위한 장치이고, GPF는 가솔린 내연 기관에서 발생하는 입자상 물질을 여과하기 위한 장치이다.The LNT device absorbs and stores nitrogen oxides generated by lean combustion of the engine, and reduces nitrogen oxides to nitrogen through a reduction action to discharge them. The DPF is a device for physically filtering particulate matter generated from diesel internal combustion engines. , GPF is a device for filtering particulate matter generated from gasoline internal combustion engines.

GPF는 입자상 물질이 포집되면 일정 주기로 이를 제거하는 과정을 거치는데, 이러한 과정을 재생(regeneration) 과정이라 하며, 이를 통해 반영구적으로 사용이 가능하다.GPF undergoes a process of removing particulate matter at regular intervals when it is collected, and this process is called a regeneration process, and through this, it can be used semi-permanently.

이러한 GPF 재생 제어에는 산소 센서에서 검출되는 산소 농도가 이용된다. 그런데, 산소 센서에 오류가 발생하는 경우, GPF 재생이 이루어지지 않아 정화되지 않은 배기 가스가 배출되는 문제가 있다.The oxygen concentration detected by the oxygen sensor is used for this GPF regeneration control. However, when an error occurs in the oxygen sensor, there is a problem in that GPF regeneration is not performed and unpurified exhaust gas is discharged.

한편, 최근에는 가솔린 배기 규제가 강화됨에 따라, 차량의 배기 가스 시스템에 암모니아 진단용 질소산화물 센서의 신규 적용이 요구된다.Meanwhile, as gasoline emission regulations have recently been strengthened, a new application of a nitrogen oxide sensor for diagnosing ammonia to an exhaust gas system of a vehicle is required.

질소산화물 센서의 신규 적용은 배기 시스템의 구성 복잡도 및 구매 비용 증가를 야기함에 따라, 배기 가스 시스템에서 질소산화물 센서의 효율적 활용 방안이 요구된다.As the new application of the nitrogen oxide sensor causes the configuration complexity and purchase cost of the exhaust system to increase, a method for efficiently utilizing the nitrogen oxide sensor in the exhaust gas system is required.

대한민국 공개특허 제10-2017-0012782호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0012782

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 질소산화물 센서의 산소값 측정량을 이용하여 산소 센서 값을 보정함으로써 람다 제어 성능을 높이고, GPF가 장착되어 있는 엔진의 경우 산소 센서와 질소산화물 센서의 값 차이를 이용하여 수트(Soot) 저감량 모델의 정도를 높이는 필터 재생 제어 장치 및 그것의 센서 보정 및 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and improves lambda control performance by correcting the oxygen sensor value using the oxygen value measurement amount of the nitrogen oxide sensor, and in the case of an engine equipped with a GPF, the oxygen sensor and nitrogen oxide An object of the present invention is to provide a filter regeneration control device that increases the accuracy of a soot reduction model using a sensor value difference and a sensor calibration and diagnosis method thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치는, 필터의 전후단 배기가스 온도의 차이를 이용하여 수트 재생 수행 여부를 판단하는 온도 판단부; 상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도와 상기 필터의 후단 산소 농도의 차이를 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정하는 계산부; 및 보정된 상기 필터의 전단 산소 농도를 기초로 필터를 제어하여 배기가스의 입자상 물질을 포집하는 제어부;를 포함한다.A filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a temperature determining unit for determining whether or not to perform soot regeneration using a difference in exhaust gas temperature at the front and rear ends of the filter; a calculation unit correcting the oxygen concentration at the front end of the filter by using a difference between the oxygen concentration at the front end of the filter and the oxygen concentration at the rear end of the filter when the soot regeneration is not being performed; and a control unit for collecting particulate matter in exhaust gas by controlling the filter based on the corrected front-end oxygen concentration of the filter.

상기 필터의 전단 산소 농도는 산소 센서에 의해 측정되고, 상기 필터의 후단 산소 농도는 질소산화물 센서에 의해 측정될 수 있다.An oxygen concentration at a front end of the filter may be measured by an oxygen sensor, and an oxygen concentration at a downstream end of the filter may be measured by a nitrogen oxide sensor.

상기 필터는 GPF(Gasoline Particulate Filter)일 수 있다.The filter may be a Gasoline Particulate Filter (GPF).

상기 온도 판단부는, 상기 필터의 전단 배기가스 온도와 상기 필터의 후단 배기가스 온도의 차이를 산출하고, 산출된 온도 차이와 기설정된 기준 온도를 비교하여 비교 결과 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 이상인 경우, 상기 수트 재생이 수행되는 것으로 판단하고, 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 미만인 경우, 상기 수트 재생이 미수행되는 것으로 판단할 수 있다.The temperature determination unit calculates the difference between the exhaust gas temperature at the front end of the filter and the exhaust gas temperature at the rear end of the filter, compares the calculated temperature difference with a preset reference temperature, and as a result of the comparison, the temperature difference is equal to or greater than the reference temperature. When it is determined that the soot regeneration is performed and the temperature difference is less than the reference temperature, it may be determined that the soot regeneration is not performed.

상기 계산부는, 상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 후단 산소 농도에서 상기 필터의 전단 산소 농도를 차감하여 제1 산소 농도 차이값을 산출하고, 상기 제1 산소 농도 차이값을 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정할 수 있다.The calculator calculates a first oxygen concentration difference value by subtracting the front end oxygen concentration of the filter from the rear end oxygen concentration of the filter when the soot regeneration is not being performed, and calculates the first oxygen concentration difference value by using the first oxygen concentration difference value. The oxygen concentration upstream of the filter can be calibrated.

상기 계산부는, 상기 수트 재생이 수행중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도에서 상기 필터의 후단 산소 농도를 차감하여 제2 산소 농도 차이값을 산출할 수 있다.When the soot regeneration is being performed, the calculation unit may calculate a second oxygen concentration difference value by subtracting the oxygen concentration at the front end of the filter from the oxygen concentration at the rear end of the filter.

상기 제2 산소 농도 차이값을 이용하여 제1 수트 저감량을 산출하는 모델링부;를 더 포함할 수 있다.The modeling unit may further include a modeling unit configured to calculate a first soot reduction amount by using the second oxygen concentration difference value.

상기 제1 수트 저감량과 상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서에 따른 제2 수트 저감량의 차이값을 산출하고, 산출된 수트 차이값과 기설정된 기준 수트값을 비교하여 상기 수트 차이값이 상기 기준 수트값 이상인 경우 상기 차압 센서의 고장으로 판단하는 고장 진단부;를 더 포함할 수 있다.A difference value between the first soot reduction amount and a second soot reduction amount according to a differential pressure sensor sensing the front and rear pressures of the filter is calculated, and the calculated soot difference value is compared with a preset reference soot value to obtain the soot difference value. It may further include a failure diagnosis unit determining that the differential pressure sensor is failure when the value is equal to or greater than the reference suit value.

상기 모델링부는, 상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서가 없는 경우, 상기 제1 수트 저감량을 미리 마련된 수트 학습 모델에 반영할 수 있다.The modeling unit may reflect the first soot reduction amount to a pre-prepared soot learning model when there is no differential pressure sensor for sensing the front and rear pressures of the filter.

상기 제어부는, 상기 수트 학습 모델에 따라 상기 필터의 재생 제어를 수행할 수 있다.The control unit may perform reproduction control of the filter according to the soot learning model.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법은, 필터의 전후단 배기가스 온도의 차이를 이용하여 수트 재생 수행 여부를 판단하는 온도 비교 단계; 상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도와 상기 필터의 후단 산소 농도의 차이를 산출하는 제1 계산 단계; 및 상기 상기 필터의 전단 산소 농도와 상기 필터의 후단 산소 농도의 차이를 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정하는 보정 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for calibrating and diagnosing a sensor of a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention includes a temperature comparison step of determining whether soot regeneration is performed using a difference in exhaust gas temperature at the front and rear ends of a filter; a first calculation step of calculating a difference between an oxygen concentration at a front end of the filter and an oxygen concentration at a downstream end of the filter when the soot regeneration is not performed; and a correction step of correcting the oxygen concentration at the front end of the filter by using a difference between the oxygen concentration at the front end of the filter and the oxygen concentration at the rear end of the filter.

상기 필터의 전단 산소 농도는 산소 센서에 의해 측정되고, 상기 필터의 후단 산소 농도는 질소산화물 센서에 의해 측정될 수 있다.An oxygen concentration at a front end of the filter may be measured by an oxygen sensor, and an oxygen concentration at a downstream end of the filter may be measured by a nitrogen oxide sensor.

상기 필터는 GPF(Gasoline Particulate Filter)일 수 있다.The filter may be a Gasoline Particulate Filter (GPF).

상기 온도 비교 단계는, 상기 필터의 전단 배기가스 온도와 상기 필터의 후단 배기가스 온도의 차이를 산출하고, 산출된 온도 차이와 기설정된 기준 온도를 비교하여 비교 결과 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 이상인 경우, 상기 수트 재생이 수행되는 것으로 판단하고, 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 미만인 경우, 상기 수트 재생이 미수행되는 것으로 판단할 수 있다.In the temperature comparison step, the difference between the exhaust gas temperature at the front end of the filter and the exhaust gas temperature at the rear end of the filter is calculated, the calculated temperature difference is compared with a preset reference temperature, and as a result of the comparison, the temperature difference is equal to or greater than the reference temperature. , it is determined that the soot regeneration is performed, and when the temperature difference is less than the reference temperature, it may be determined that the soot regeneration is not performed.

상기 제1 계산 단계는, 상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 후단 산소 농도에서 상기 필터의 전단 산소 농도를 차감하여 제1 산소 농도 차이값을 산출하고, 상기 보정 단계는, 상기 제1 산소 농도 차이값을 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정할 수 있다.In the first calculating step, when the soot regeneration is not being performed, a first oxygen concentration difference value is calculated by subtracting the oxygen concentration at the front end of the filter from the oxygen concentration at the rear end of the filter, and in the correcting step, the first oxygen concentration difference value is calculated. The front end oxygen concentration of the filter may be corrected using the oxygen concentration difference value.

상기 수트 재생이 수행중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도에서 상기 필터의 후단 산소 농도를 차감하여 제2 산소 농도 차이값을 산출하는 제2 계산 단계;를 더 포함할 수 있다.When the soot regeneration is being performed, the method may further include a second calculation step of calculating a second oxygen concentration difference value by subtracting the oxygen concentration at the front end of the filter from the oxygen concentration at the rear end of the filter.

상기 제2 산소 농도 차이값을 이용하여 제1 수트 저감량을 산출하는 수트 저감량 산출 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include a soot reduction amount calculation step of calculating a first soot reduction amount using the second oxygen concentration difference value.

상기 제1 수트 저감량과 상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서에 따른 제2 수트 저감량의 차이값을 산출하고, 산출된 수트 차이값과 기설정된 기준 수트값을 비교하여 상기 수트 차이값이 상기 기준 수트값 이상인 경우 상기 차압 센서의 고장으로 판단하는 고장 판단 단계;를 더 포함할 수 있다.A difference value between the first soot reduction amount and a second soot reduction amount according to a differential pressure sensor sensing the front and rear pressures of the filter is calculated, and the calculated soot difference value is compared with a preset reference soot value to obtain the soot difference value. The method may further include a failure determination step of determining that the differential pressure sensor is failure when the value is equal to or greater than the reference suit value.

상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서가 없는 경우, 상기 제1 수트 저감량을 미리 마련된 수트 학습 모델에 반영하는 모델 보정 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include a model correction step of reflecting the first soot reduction amount to a pre-prepared soot learning model when there is no differential pressure sensor for sensing the front and rear pressures of the filter.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치 및 그것의 센서 보정 및 진단 방법에 의하면, 질소산화물 센서의 산소값 측정량을 이용하여 산소 센서 값을 보정함으로써 람다 제어 성능을 높이고, GPF가 장착되어 있는 엔진의 경우 산소 센서와 질소산화물 센서의 값 차이를 이용하여 수트(Soot) 저감량 모델의 정도를 높이는 효과가 있다.According to the filter regeneration control device and its sensor correction and diagnosis method according to a preferred embodiment of the present invention, the oxygen sensor value is corrected using the oxygen value measurement amount of the nitrogen oxide sensor, thereby improving the lambda control performance, and the GPF is installed In the case of an engine with an oxygen sensor and a nitrogen oxide sensor, there is an effect of increasing the accuracy of the soot reduction model by using the value difference between the oxygen sensor and the nitrogen oxide sensor.

또한, GPF의 재생 주기 연장에 따른 연비 향상 및 차압 센서의 진단 성능이 강화되는 효과가 있다.In addition, there is an effect of improving fuel efficiency according to the extension of the regeneration cycle of the GPF and strengthening the diagnostic performance of the differential pressure sensor.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치를 포함하는 차량의 배기 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법의 순서도이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust system of a vehicle including a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a flow chart of a sensor calibration and diagnosis method of a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, although preferred embodiments of the present invention will be described below, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto and can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치를 포함하는 차량의 배기 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치의 블록도이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust system of a vehicle including a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention. 2 is a block diagram of a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참고하면, 차량의 배기 시스템(1)은 엔진(10), 제1 산소 센서(20), 제1 온도 센서(30), 필터(40), 차압 센서(50), 제2 온도 센서(60), 질소산화물 센서(70), 및 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.1 and 2, the exhaust system 1 of a vehicle includes an engine 10, a first oxygen sensor 20, a first temperature sensor 30, a filter 40, a differential pressure sensor 50, a first 2 may include a temperature sensor 60, a nitrogen oxide sensor 70, and a control device 100.

엔진(10)은, 공기와 연료의 혼합기를 태워 동력을 생성하고, 연소 과정에서 발생한 배기 가스를 배기라인(EL)을 통해 외부로 배출한다.The engine 10 generates power by burning a mixture of air and fuel, and discharges exhaust gas generated in the combustion process to the outside through an exhaust line EL.

산소 센서(20)는, 엔진(10)과 필터(40) 전단 사이의 배기라인(EL)에 설치되어, 엔진(10)에서 발생한 배기 가스 내 산소 농도를 센싱한다.The oxygen sensor 20 is installed in the exhaust line EL between the engine 10 and the front end of the filter 40 to sense the oxygen concentration in exhaust gas generated from the engine 10 .

제1 온도 센서(30)는, 엔진(10)과 필터(40) 전단 사이의 배기라인(EL)에 설치되어, 엔진(10)에서 발생한 배기 가스의 온도(이하, 제1 배기가스 온도)를 센싱한다.The first temperature sensor 30 is installed in the exhaust line EL between the engine 10 and the front end of the filter 40, and measures the temperature of the exhaust gas generated from the engine 10 (hereinafter, the first exhaust gas temperature). Sensing.

필터(40)는 배기라인(EL)에 설치되어, 배기가스 내 입자상 물질을 포집한다. 필터(40)는 차량 종류에 따라 GPF(Gasoline Particulate Filter) 또는 DPF(Diesel Particulate Filter)를 포함할 수 있다. 필터(40)는 포집된 입자상 물질 중에서 수트 제거를 위해 재생 동작을 수행할 수 있다.The filter 40 is installed in the exhaust line EL to collect particulate matter in the exhaust gas. The filter 40 may include a Gasoline Particulate Filter (GPF) or a Diesel Particulate Filter (DPF) depending on the type of vehicle. The filter 40 may perform a regeneration operation to remove soot from the collected particulate matter.

차압 센서(50)는, 배기라인(EL)에 설치되어 필터(40)의 전단과 후단의 압력 차이를 측정한다. 차압 센서(50)는 사용자의 필요 또는 차량 옵션에 따라 선택적으로 설치될 수 있다. 차압 센서(50)는 필터(40)의 전단과 후단의 압력 차이를 통해 수트 저감량을 측정할 수 있다.The differential pressure sensor 50 is installed in the exhaust line EL to measure a pressure difference between the front and rear ends of the filter 40 . The differential pressure sensor 50 may be selectively installed according to user needs or vehicle options. The differential pressure sensor 50 may measure the amount of soot reduction through a pressure difference between the front and rear ends of the filter 40 .

제2 온도 센서(60)는, 필터(40) 후단의 배기라인(EL)에 설치되어, 필터(40)를 통과한 배기 가스의 온도(이하, 제2 배기가스 온도)를 센싱한다.The second temperature sensor 60 is installed in the exhaust line EL at the rear end of the filter 40 and senses the temperature of the exhaust gas passing through the filter 40 (hereinafter referred to as the second exhaust gas temperature).

질소산화물 센서(70)는, 필터(40) 후단의 배기라인(EL)에 설치되어, 필터(40)를 통과한 배기 가스 내 질소산화물량을 센싱한다.The nitrogen oxide sensor 70 is installed in the exhaust line EL at the rear end of the filter 40 and senses the amount of nitrogen oxide in the exhaust gas passing through the filter 40 .

제어 장치(100)는 엔진(10)의 배기가스 배출시 필터(40)를 제어하여 배기가스의 입자상 물질을 포집할 수 있다. 입자상 물질은 수트(soot), 유기성용해 물질(Soluble Organic Fraction: SOF) 및 카본입자(carbon or soot) 등을 포함할 수 있다.The control device 100 may collect particulate matter in the exhaust gas by controlling the filter 40 when exhaust gas of the engine 10 is discharged. The particulate matter may include soot, soluble organic fraction (SOF), and carbon or soot.

제어 장치(100)는 엔진(10)의 퓨얼 컷 오프(Fuel Cut-Off) 구간에서 필터(40) 전후단의 온도값을 기초로 수트 제거를 위한 필터(40)의 재생 제어를 수행할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)는 질소산화물 센서(70)의 산소 농도를 이용하여 산소 센서(20)의 산소 농도를 보정할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)는 산소 센서(20)의 산소 농도와 질소산화물 센서(70)의 산소 농도의 차이를 이용하여 필터(40)의 재생 최적화를 위한 수트 학습 모델을 보정할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)는 차압 센서(50)를 이용한 수트 감소량과 산소 센서(20)를 이용한 수트 감소량을 고려하여 차압 센서의 이상 여부를 진단할 수 있다.The control device 100 may perform regeneration control of the filter 40 for removing soot based on the temperature values of the front and rear ends of the filter 40 in the fuel cut-off section of the engine 10. . Also, the control device 100 may correct the oxygen concentration of the oxygen sensor 20 using the oxygen concentration of the nitrogen oxide sensor 70 . Also, the control device 100 may correct the soot learning model for optimizing regeneration of the filter 40 by using the difference between the oxygen concentration of the oxygen sensor 20 and the oxygen concentration of the nitrogen oxide sensor 70 . In addition, the control device 100 may diagnose whether the differential pressure sensor is abnormal in consideration of the soot reduction amount using the differential pressure sensor 50 and the soot reduction amount using the oxygen sensor 20 .

제어 장치(100)는 정보 입력부(110), 온도 판단부(120), 계산부(130), 모델링부(140), 고장 진단부(150), 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.The control device 100 may include an information input unit 110, a temperature determination unit 120, a calculation unit 130, a modeling unit 140, a failure diagnosis unit 150, and a control unit 160.

정보 입력부(110)는, 배기 가스 관련한 각종 센서 정보를 입력받을 수 있다. 센서 정보는 배기가스 온도 정보, 산소 농도 정보, 질소산화물량 정보, 및 차압 정보를 포함할 수 있다.The information input unit 110 may receive various types of sensor information related to exhaust gas. The sensor information may include exhaust gas temperature information, oxygen concentration information, nitrogen oxide amount information, and differential pressure information.

온도 판단부(120)는, 제1 배기가스 온도와 제2 배기가스 온도를 전달받을 수 있다. 온도 판단부(120)는 제1 배기가스 온도와 제2 배기가스 온도의 차이를 계산할 수 있다. 온도 판단부(120)는 계산된 온도 차이와 기설정된 기준 온도를 비교할 수 있다. 기준 온도는 사용자의 필요 또는 실험 과정을 통해 설정될 수 있다.The temperature determination unit 120 may receive the first exhaust gas temperature and the second exhaust gas temperature. The temperature determination unit 120 may calculate a difference between the first exhaust gas temperature and the second exhaust gas temperature. The temperature determining unit 120 may compare the calculated temperature difference with a preset reference temperature. The reference temperature may be set by a user or through an experiment process.

온도 판단부(120)는 온도 차이가 기준 온도 이상인 경우 필터(40)의 수트 재생이 수행 중인 것으로 판단할 수 있다. 온도 판단부(120)는 온도 차이가 기준 온도 미만인 경우 필터(40)의 수트 재생이 미수행 중인 것으로 판단할 수 있다. 온도 판단부(120)는 수트 재생 여부에 대한 판단 결과를 계산부(130)로 전달할 수 있다.The temperature determination unit 120 may determine that soot regeneration of the filter 40 is being performed when the temperature difference is greater than or equal to the reference temperature. The temperature determining unit 120 may determine that soot regeneration of the filter 40 is not being performed when the temperature difference is less than the reference temperature. The temperature determiner 120 may transmit a result of determining whether or not to regenerate soot to the calculator 130 .

계산부(130)는, 산소 센서(20)에 의해 센싱된 산소 농도(이하, 제1 산소 농도)와 질소산화물 센서(70)에 의해 센싱된 산소 농도(이하, 제2 산소 농도)를 수신할 수 있다. 계산부(130)는 온도 판단부(120)의 판단 결과를 수신할 수 있다. 계산부(130)는 수트 재생 여부에 대한 판단 결과를 기초로 산소 센서(20)의 제1 산소 농도와 질소산화물 센서(70)의 제2 산소 농도의 산소 농도 차이값을 산출할 수 있다.The calculation unit 130 receives the oxygen concentration sensed by the oxygen sensor 20 (hereinafter, first oxygen concentration) and the oxygen concentration sensed by the nitrogen oxide sensor 70 (hereinafter, second oxygen concentration). can The calculation unit 130 may receive the determination result of the temperature determination unit 120 . The calculation unit 130 may calculate an oxygen concentration difference between the first oxygen concentration of the oxygen sensor 20 and the second oxygen concentration of the nitrogen oxide sensor 70 based on the result of determining whether the soot is regenerated.

계산부(130)는 수트 재생이 수행되지 않는 경우, 제2 산소 농도에서 제1 산소 농도를 차감하여 산소 농도 차이값(이하, 제1 산소 농도 차이값)을 산출할 수 있다. 계산부(130)는 수트 재생이 수행되는 경우, 제1 산소 농도에서 제2 산소 농도를 차감하여 산소 농도 차이값(이하, 제2 산소 농도 차이값)을 산출할 수 있다.When soot regeneration is not performed, the calculator 130 may subtract the first oxygen concentration from the second oxygen concentration to calculate an oxygen concentration difference value (hereinafter, a first oxygen concentration difference value). When soot regeneration is performed, the calculator 130 may calculate an oxygen concentration difference value (hereinafter, a second oxygen concentration difference value) by subtracting the second oxygen concentration from the first oxygen concentration.

계산부(130)는, 제1 산소 농도 차이값을 이용하여 산소 센서(20)의 제1 산소 농도를 보정할 수 있다. 계산부(130)는 보정된 제1 산소 농도를 제어부(160)로 전달할 수 있다. 제어부(160)는 보정된 제1 산소 농도를 이용하여 정상적으로 필터(40)를 제어할 수 있다.The calculator 130 may correct the first oxygen concentration of the oxygen sensor 20 using the first oxygen concentration difference value. The calculator 130 may transmit the corrected first oxygen concentration to the controller 160 . The controller 160 may normally control the filter 40 using the corrected first oxygen concentration.

모델링부(140)는, 차압 센서(50)가 설치되어 있는 경우, 산소 센서(20)의 산소 농도와 질소산화물 센서(70)의 산소 농도의 차이값을 기초로 수트 학습 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 수트 학습 모델은 필터(40)의 재생 제어에 이용되는 최적화 모델일 수 있다. 모델링부(140)는 차량 주행 중에 산소 농도의 변화량과 차압 센서(50)에 따른 수트 감소량을 이용하여 일차식의 모델을 학습할 수 있다. 모델링부(140)는 학습시 온도 별로 복수의 윈도우를 설정하여 복수의 온도우 각각의 포인트마다 1차식을 생성할 수 있다. 모델링부(140)는 1차식을 기반으로 기울기와 오프셋(Offset) 값을 캘리브레이션 팩터(Calibration Factor)로서 미리 설정할 수 있다.When the differential pressure sensor 50 is installed, the modeling unit 140 may generate a soot learning model based on a difference between the oxygen concentration of the oxygen sensor 20 and the oxygen concentration of the nitrogen oxide sensor 70. . Here, the soot learning model may be an optimization model used for regeneration control of the filter 40 . The modeling unit 140 may learn a linear model by using a change in oxygen concentration and a soot decrease according to the differential pressure sensor 50 while the vehicle is driving. The modeling unit 140 may set a plurality of windows for each temperature during learning and generate a linear expression for each point of the plurality of temperatures. The modeling unit 140 may preset a slope and an offset value as a calibration factor based on a linear equation.

모델링부(140)는 제2 산소 농도 차이값을 이용하여 수트 저감량(이하, 제1 수트 저감량)을 산출할 수 있다. 모델링부(140)는 사용자 필요 또는 차량 옵션에 따라 배기 시스템(1)에 차압 센서(50)가 설치되지 않은 경우, 제1 수트 저감량을 수트 학습 모델에 반영할 수 있다. 모델링부(140)는 제1 수트 저감량이 반영된 수트 학습 모델을 제어부(160)로 전달할 수 있다. 제어부(160)는 수트 학습 모델에 따라 최적화된 방식으로 필터(40)의 재생 제어를 수행할 수 있다.The modeling unit 140 may calculate a soot reduction amount (hereinafter, a first soot reduction amount) using the second oxygen concentration difference value. When the differential pressure sensor 50 is not installed in the exhaust system 1 according to user needs or vehicle options, the modeling unit 140 may reflect the first soot reduction amount to the soot learning model. The modeling unit 140 may transmit the soot learning model in which the first soot reduction amount is reflected to the controller 160 . The control unit 160 may perform reproduction control of the filter 40 in an optimized manner according to the soot learning model.

고장 진단부(150)는 사용자 필요 또는 차량 옵션에 따라 배기 시스템(1)에 차압 센서(50)가 설치되는 경우, 모델링부(140)에 의해 산출된 제1 수트 저감량과 차압 센서(50)에 따른 제2 수트 저감량의 차이값을 산출할 수 있다. 고장 진단부(150)는 산출된 수트 차이값과 기설정된 기준 수트값을 비교할 수 있다. 고장 진단부(150)는 수트 차이값이 기준 수트값 이상인 경우 차압 센서(50)의 고장으로 판단할 수 있다. 기준 수트값은 사용자의 필요 또는 실험을 통해 설정될 수 있다. 고장 진단부(150)는 차압 센서(50)의 고장 판단 결과를 제어부로(160)로 전달할 수 있다.When the differential pressure sensor 50 is installed in the exhaust system 1 according to user needs or vehicle options, the failure diagnosis unit 150 determines the first soot reduction calculated by the modeling unit 140 and the differential pressure sensor 50. A difference value of the second soot reduction amount may be calculated. The failure diagnosis unit 150 may compare the calculated soot difference value with a preset reference soot value. The failure diagnosis unit 150 may determine that the differential pressure sensor 50 has failed when the soot difference value is greater than or equal to the reference soot value. The reference suit value may be set by user's need or through experimentation. The failure diagnosis unit 150 may transmit a failure determination result of the differential pressure sensor 50 to the controller 160 .

제어부(160)는, 차량의 ECU(Engine Control Unit)일 수 있으며, ECU와 별개의 제어장치로 구성될 수도 있다. 제어부(160)는 엔진(10)의 제어영역과 연결되어 미리 설정된 회전수로 엔진(10)을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 계산부(130)로부터 전달받은 보정된 산소 센서(20)의 제1 산소 농도를 이용하여 필터(40)를 제어할 수 있다. 이를 통해 필터(40)는 배기가스의 입자상 물질을 포집할 수 있다. 제어부(160)는 모델링부(140)로부터 전달받은 수트 학습 모델을 이용하여 수트 제거를 위한 필터(40)의 재생 제어를 수행할 수 있다. 이를 통해 필터(40)는 포집된 입자상 물질 중에서 수트를 제거할 수 있다.The control unit 160 may be an ECU (Engine Control Unit) of the vehicle, or may be configured as a separate control device from the ECU. The control unit 160 may be connected to the control area of the engine 10 and control the engine 10 at a preset number of revolutions. The controller 160 may control the filter 40 using the corrected first oxygen concentration of the oxygen sensor 20 received from the calculator 130 . Through this, the filter 40 can collect particulate matter in the exhaust gas. The control unit 160 may perform reproduction control of the filter 40 for soot removal using the soot learning model transmitted from the modeling unit 140 . Through this, the filter 40 can remove soot from the collected particulate matter.

제어부(160)는 고장 진단부(150)로부터 차압 센서(50)의 고장 판단 결과를 전달받는 경우, 별도 고장 알림 장치를 통해 차압 센서(50)의 고장을 사용자에게 경고할 수 있다.When receiving a failure determination result of the differential pressure sensor 50 from the failure diagnosis unit 150, the controller 160 may warn the user of the failure of the differential pressure sensor 50 through a separate failure notification device.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법의 순서도이다.3 is a flow chart of a sensor calibration and diagnosis method of a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법은, 질소산화물 센서(70)의 산소값 측정량을 이용하여 산소 센서 값을 보정함으로써 필터(40)에 대한 람다 제어 성능을 높이고, 필터(40)가 장착되어 있는 엔진(10)의 경우 산소 센서(20)와 질소산화물 센서(70)의 산소 농도의 차이를 이용하여 수트(Soot) 저감량 모델의 정도를 높이는 것을 특징으로 한다.Referring to FIGS. 1 to 3 , a method for calibrating and diagnosing a sensor of a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention corrects the oxygen sensor value using the measured amount of oxygen value of the nitrogen oxide sensor 70, thereby correcting the filter Improve lambda control performance for (40) and reduce soot by using the difference in oxygen concentration between the oxygen sensor 20 and the nitrogen oxide sensor 70 in the case of the engine 10 equipped with the filter 40 It is characterized by increasing the accuracy of the model.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법은, S310 단계 내지 S400 단계를 포함할 수 있다.A method for calibrating and diagnosing a sensor of a filter regeneration control device according to a preferred embodiment of the present invention may include steps S310 to S400.

재생 조건 판단 단계(S310)에서, 제어부(160)는, 엔진(10)의 퓨얼컷(Fuel cut) 시간이 기설정된 기준 시간을 만족하는지 판단한다. 기준 시간은 사용자의 필요 또는 차량 사양에 따라 적절히 설정될 수 있다. 제어부(160)는 엔진(10)의 퓨얼컷 시간이 기준 시간 이상 지속되는 경우 인젠(10)의 배기 라인(EL)에 충분한 공기가 공급된 것으로 판단할 수 있다.In the regeneration condition determination step (S310), the controller 160 determines whether the fuel cut time of the engine 10 satisfies a preset reference time. The reference time may be appropriately set according to user needs or vehicle specifications. The controller 160 may determine that sufficient air is supplied to the exhaust line EL of the INGEN 10 when the fuel cut time of the engine 10 lasts longer than the reference time.

필터 적용 판단 단계(320)에서, 제어부(160)는 엔진(10)의 퓨얼컷 시간이 기준 시간을 만족하여 배기 라인(EL)에 충분한 공기가 공급되면, 배기 라인(EL)에 필터(40)의 존재 유무를 확인할 수 있다. 여기서, 필터는 GPF(Gasoline Particulate Filter)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the filter application determination step 320, the control unit 160, when the fuel cut time of the engine 10 satisfies the reference time and sufficient air is supplied to the exhaust line EL, filters 40 to the exhaust line EL. existence can be checked. Here, the filter may be a GPF (Gasoline Particulate Filter), but is not limited thereto.

온도 비교 단계(S330)에서, 온도 판단부(120)는 배기 라인(EL)에 필터(40)가 존재하는 경우, 필터(40) 전단의 제1 배기가스 온도와 필터(40) 후단의 제2 배기가스 온도의 차이를 계산할 수 있다. 온도 판단부(120)는 계산된 필터(40) 전후단의 온도 차이와 기설정된 기준 온도를 비교할 수 있다. 기준 온도는 사용자의 필요 또는 실험 과정을 통해 설정될 수 있다. 온도 판단부(120) 온도 차이가 기준 온도 이상인 경우 필터(40)의 수트 재생이 수행 중인 것으로 판단할 수 있다. 온도 판단부(120)는 온도 차이가 기준 온도 미만인 경우 필터(40)의 수트 재생이 미수행 중인 것으로 판단할 수 있다.In the temperature comparison step (S330), the temperature determination unit 120, when the filter 40 is present in the exhaust line (EL), the first exhaust gas temperature at the front end of the filter 40 and the second exhaust gas temperature at the rear end of the filter 40 The difference in exhaust gas temperature can be calculated. The temperature determining unit 120 may compare the calculated temperature difference between the front and rear ends of the filter 40 with a preset reference temperature. The reference temperature may be set by a user or through an experiment process. When the temperature difference between the temperature determining unit 120 is equal to or greater than the reference temperature, it may be determined that soot regeneration of the filter 40 is being performed. The temperature determining unit 120 may determine that soot regeneration of the filter 40 is not being performed when the temperature difference is less than the reference temperature.

제1 계산 단계(S340)에서, 계산부(130)는 온도 차이가 기준 온도 미만으로 필터(40)의 수트 재생이 미수행 중인 경우, 질소산화물 센서(70)의 제2 산소 농도에서 산소 센서(20)의 제1 산소 농도를 차감하여 산소 농도 차이값(이하, 제1 산소 농도 차이값)을 산출할 수 있다.In the first calculation step (S340), the calculation unit 130, when the temperature difference is less than the reference temperature and soot regeneration of the filter 40 is not being performed, the oxygen sensor ( 20) may be subtracted from the first oxygen concentration to calculate the oxygen concentration difference value (hereinafter, the first oxygen concentration difference value).

보정 단계(S350)에서, 계산부(130)는, 제1 산소 농도 차이값을 이용하여 산소 센서(20)의 제1 산소 농도를 보정할 수 있다. 이후 제어부(160)는 보정된 제1 산소 농도를 이용하여 정상적으로 필터(40)의 재생을 제어할 수 있다.In the correction step ( S350 ), the calculation unit 130 may correct the first oxygen concentration of the oxygen sensor 20 using the first oxygen concentration difference value. Thereafter, the controller 160 may normally control regeneration of the filter 40 using the corrected first oxygen concentration.

한편, 제2 계산 단계(S360)에서, 계산부(130)는 온도 비교 단계(S330) 이후 온도 차이가 기준 온도 이상인 경우, 산소 센서(20)의 제1 산소 농도에서 질소산화물 센서(70)의 제2 산소 농도를 차감하여 산소 농도 차이값(이하, 제2 산소 농도 차이값)을 산출할 수 있다.On the other hand, in the second calculation step (S360), the calculation unit 130, when the temperature difference after the temperature comparison step (S330) is equal to or greater than the reference temperature, the nitrogen oxide sensor 70 at the first oxygen concentration of the oxygen sensor 20 An oxygen concentration difference value (hereinafter referred to as a second oxygen concentration difference value) may be calculated by subtracting the second oxygen concentration.

수트 저감량 계산 단계(S370)에서, 모델링부(140)는 제2 산소 농도 차이값을 이용하여 수트 저감량을 산출할 수 있다. 여기서, 산소 농도를 이용한 수트 저감량 산출 방법은 이미 알려진 방법이므로 상세 설명은 생략한다.In the step of calculating the soot reduction amount ( S370 ), the modeling unit 140 may calculate the soot reduction amount using the second oxygen concentration difference value. Here, since the soot reduction calculation method using the oxygen concentration is a known method, a detailed description thereof will be omitted.

센서 적용 판단 단계(S80)에서, 모델링부(140)는 사용자 필요 또는 차량 옵션에 따라 배기 시스템(1)에 차압 센서(50)가 설치되어 있는지 확인한다.In the sensor application determination step ( S80 ), the modeling unit 140 determines whether the differential pressure sensor 50 is installed in the exhaust system 1 according to user needs or vehicle options.

수트 저감량 산출 단계(S390)에서, 고장 진단부(150)는, 차압 센서(50)가 설치되어 있는 경우, 모델링부(140)에 의해 산출된 수트 저감량과 차압 센서(50)에 따른 수트 저감량의 차이값을 산출할 수 있다. 여기서, 차압 센서(50에 따른 수트 저감량은 필터(40)의 전단 압력과 필터(40)의 후단 압력을 통해 산출될 수 있다.In the step of calculating the soot reduction amount (S390), the failure diagnosis unit 150, when the differential pressure sensor 50 is installed, calculates the soot reduction amount calculated by the modeling unit 140 and the soot reduction amount according to the differential pressure sensor 50. difference can be calculated. Here, the amount of soot reduction according to the differential pressure sensor 50 may be calculated through the pressure at the front end of the filter 40 and the pressure at the rear end of the filter 40 .

고장 판단 단계(S400)에서, 고장 진단부(150)는 산출된 수트 차이값과 기설정된 기준 수트값을 비교할 수 있다. 고장 진단부(150)는 수트 차이값이 기준 수트값 이상인 경우 차압 센서(50)의 고장으로 판단할 수 있다. 기준 수트값은 사용자의 필요 또는 실험을 통해 설정될 수 있다. 고장 진단부(150)는 차압 센서(50)의 고장 판단 결과를 제어부로(160)로 전달할 수 있다. 제어부(160)는 차압 센서(50)의 고장을 별도 알림 장치를 통해 사용자에게 경고할 수 있다.In the failure determination step ( S400 ), the failure diagnosis unit 150 may compare the calculated soot difference value with a preset reference soot value. The failure diagnosis unit 150 may determine that the differential pressure sensor 50 has failed when the soot difference value is greater than or equal to the reference soot value. The reference suit value may be set by user's need or through experimentation. The failure diagnosis unit 150 may transmit a failure determination result of the differential pressure sensor 50 to the controller 160 . The controller 160 may warn a user of a failure of the differential pressure sensor 50 through a separate notification device.

모델 보정 단계(S410)에서, 모델링부(140)는 배기 시스템(1)에 차압 센서가 설치되지 않은 경우, 수트 저감량을 수트 학습 모델에 반영할 수 있다. 모델링부(140)는 수트 저감량이 반영된 수트 학습 모델을 제어부(160)로 전달할 수 있다. 제어부(160)는 수트 학습 모델에 따라 최적화된 방식으로 필터(40)의 재생 제어를 수행할 수 있다.In the model calibration step S410 , the modeling unit 140 may reflect the soot reduction amount to the soot learning model when the differential pressure sensor is not installed in the exhaust system 1 . The modeling unit 140 may transmit the soot learning model in which the amount of soot reduction is reflected to the control unit 160 . The control unit 160 may perform reproduction control of the filter 40 in an optimized manner according to the soot learning model.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. .

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.Steps and/or actions in accordance with the present invention may occur concurrently in different embodiments, in different orders, or in parallel, or for different epochs, etc., as would be understood by one skilled in the art. can

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.In some embodiments, some or all of the steps and/or actions may include instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored on one or more non-transitory computer-readable media. At least some of them may be implemented or performed using one or more processors that do. The one or more non-transitory computer-readable media may illustratively be software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. Additionally, the functions of a “module” discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.

100: 제어 장치
110: 정보 입력부
120: 온도 판단부
130: 계산부
140: 모델링부
150: 고장 진단부
160: 제어부100: control device
110: information input unit
120: temperature determination unit
130: calculation unit
140: modeling unit
150: fault diagnosis unit
160: control unit

Claims (19)

필터의 전후단 배기가스 온도의 차이를 이용하여 수트 재생 수행 여부를 판단하는 온도 판단부;
상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도와 상기 필터의 후단 산소 농도의 차이를 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정하는 계산부; 및
보정된 상기 필터의 전단 산소 농도를 기초로 필터를 제어하여 배기가스의 입자상 물질을 포집하는 제어부;
를 포함하는 필터 재생 제어 장치.a temperature determination unit that determines whether or not to perform soot regeneration by using a difference in exhaust gas temperature at the front and rear ends of the filter;
a calculation unit correcting the oxygen concentration at the front end of the filter by using a difference between the oxygen concentration at the front end of the filter and the oxygen concentration at the rear end of the filter when the soot regeneration is not being performed; and
a control unit that collects particulate matter in exhaust gas by controlling a filter based on the corrected front-end oxygen concentration of the filter;
Filter regeneration control device comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 필터의 전단 산소 농도는 산소 센서에 의해 측정되고,
상기 필터의 후단 산소 농도는 질소산화물 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 1,
The front end oxygen concentration of the filter is measured by an oxygen sensor,
Filter regeneration control device, characterized in that the oxygen concentration at the rear end of the filter is measured by a nitrogen oxide sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 필터는 GPF(Gasoline Particulate Filter)인 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 1,
The filter regeneration control device, characterized in that the GPF (Gasoline Particulate Filter). 제 1 항에 있어서,
상기 온도 판단부는,
상기 필터의 전단 배기가스 온도와 상기 필터의 후단 배기가스 온도의 차이를 산출하고, 산출된 온도 차이와 기설정된 기준 온도를 비교하여 비교 결과 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 이상인 경우, 상기 수트 재생이 수행되는 것으로 판단하고, 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 미만인 경우, 상기 수트 재생이 미수행되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 1,
The temperature determination unit,
The difference between the exhaust gas temperature at the front end of the filter and the exhaust gas temperature at the rear end of the filter is calculated, and the calculated temperature difference is compared with a preset reference temperature. As a result of the comparison, when the temperature difference is equal to or greater than the reference temperature, the soot regeneration is performed. and determining that the soot regeneration is not performed when the temperature difference is less than the reference temperature. 제 1 항에 있어서,
상기 계산부는,
상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 후단 산소 농도에서 상기 필터의 전단 산소 농도를 차감하여 제1 산소 농도 차이값을 산출하고, 상기 제1 산소 농도 차이값을 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 1,
The calculator,
When the soot regeneration is not being performed, a first oxygen concentration difference value is calculated by subtracting the oxygen concentration at the front end of the filter from the oxygen concentration at the rear end of the filter, and the oxygen concentration at the front end of the filter is calculated using the first oxygen concentration difference value. Filter regeneration control device, characterized in that for correcting the concentration. 제 1 항에 있어서,
상기 계산부는,
상기 수트 재생이 수행중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도에서 상기 필터의 후단 산소 농도를 차감하여 제2 산소 농도 차이값을 산출하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 1,
The calculator,
When the soot regeneration is being performed, the second oxygen concentration difference value is calculated by subtracting the oxygen concentration at the rear end of the filter from the oxygen concentration at the front end of the filter. 제 6 항에 있어서,
상기 제2 산소 농도 차이값을 이용하여 제1 수트 저감량을 산출하는 모델링부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 6,
a modeling unit calculating a first soot reduction amount using the second oxygen concentration difference value;
Filter regeneration control device characterized in that it further comprises. 제 7 항에 있어서,
상기 제1 수트 저감량과 상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서에 따른 제2 수트 저감량의 차이값을 산출하고, 산출된 수트 차이값과 기설정된 기준 수트값을 비교하여 상기 수트 차이값이 상기 기준 수트값 이상인 경우 상기 차압 센서의 고장으로 판단하는 고장 진단부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 7,
A difference value between the first soot reduction amount and a second soot reduction amount according to a differential pressure sensor sensing the front and rear pressures of the filter is calculated, and the calculated soot difference value is compared with a preset reference soot value to obtain the soot difference value. a failure diagnosis unit determining that the differential pressure sensor is failure when the value is equal to or greater than the reference soot value;
Filter regeneration control device characterized in that it further comprises. 제 7 항에 있어서,
상기 모델링부는,
상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서가 없는 경우, 상기 제1 수트 저감량을 미리 마련된 수트 학습 모델에 반영하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 7,
The modeling unit,
The filter regeneration control device, characterized in that, when there is no differential pressure sensor for sensing the front pressure and the rear pressure of the filter, the first soot reduction amount is reflected in a pre-prepared soot learning model. 제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 수트 학습 모델에 따라 상기 필터의 재생 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치.According to claim 9,
The control unit,
The filter regeneration control device characterized in that for performing regeneration control of the filter according to the soot learning model. 필터의 전후단 배기가스 온도의 차이를 이용하여 수트 재생 수행 여부를 판단하는 온도 비교 단계;
상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도와 상기 필터의 후단 산소 농도의 차이를 산출하는 제1 계산 단계; 및
상기 상기 필터의 전단 산소 농도와 상기 필터의 후단 산소 농도의 차이를 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정하는 보정 단계;
를 포함하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.a temperature comparison step of determining whether or not to perform soot regeneration using a difference in exhaust gas temperature at the front and rear ends of the filter;
a first calculation step of calculating a difference between an oxygen concentration at a front end of the filter and an oxygen concentration at a downstream end of the filter when the soot regeneration is not performed; and
a correction step of correcting the oxygen concentration at the front end of the filter by using a difference between the oxygen concentration at the front end of the filter and the oxygen concentration at the rear end of the filter;
Sensor calibration and diagnosis method of a filter regeneration control device comprising a. 제 11 항에 있어서,
상기 필터의 전단 산소 농도는 산소 센서에 의해 측정되고,
상기 필터의 후단 산소 농도는 질소산화물 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.According to claim 11,
The front end oxygen concentration of the filter is measured by an oxygen sensor,
The sensor calibration and diagnosis method of the filter regeneration control device, characterized in that the oxygen concentration at the rear end of the filter is measured by a nitrogen oxide sensor. 제 11 항에 있어서,
상기 필터는 GPF(Gasoline Particulate Filter)인 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.According to claim 11,
The filter is a sensor calibration and diagnosis method of a filter regeneration control device, characterized in that GPF (Gasoline Particulate Filter). 제 11 항에 있어서,
상기 온도 비교 단계는,
상기 필터의 전단 배기가스 온도와 상기 필터의 후단 배기가스 온도의 차이를 산출하고, 산출된 온도 차이와 기설정된 기준 온도를 비교하여 비교 결과 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 이상인 경우, 상기 수트 재생이 수행되는 것으로 판단하고, 상기 온도 차이가 상기 기준 온도 미만인 경우, 상기 수트 재생이 미수행되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.According to claim 11,
The temperature comparison step,
The difference between the exhaust gas temperature at the front end of the filter and the exhaust gas temperature at the rear end of the filter is calculated, and the calculated temperature difference is compared with a preset reference temperature. As a result of the comparison, when the temperature difference is equal to or greater than the reference temperature, the soot regeneration is performed. and determining that the soot regeneration is not performed when the temperature difference is less than the reference temperature. 제 14 항에 있어서,
상기 제1 계산 단계는,상기 수트 재생이 미수행 중인 경우, 상기 필터의 후단 산소 농도에서 상기 필터의 전단 산소 농도를 차감하여 제1 산소 농도 차이값을 산출하고,상기 보정 단계는, 상기 제1 산소 농도 차이값을 이용하여 상기 필터의 전단 산소 농도를 보정하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.15. The method of claim 14,
In the first calculating step, when the soot regeneration is not being performed, a first oxygen concentration difference value is calculated by subtracting the oxygen concentration at the front end of the filter from the oxygen concentration at the rear end of the filter, and the correcting step comprises: Sensor correction and diagnosis method of a filter regeneration control device, characterized in that for correcting the front end oxygen concentration of the filter using the oxygen concentration difference value. 제 14 항에 있어서,
상기 수트 재생이 수행중인 경우, 상기 필터의 전단 산소 농도에서 상기 필터의 후단 산소 농도를 차감하여 제2 산소 농도 차이값을 산출하는 제2 계산 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.15. The method of claim 14,
a second calculation step of calculating a second oxygen concentration difference value by subtracting the oxygen concentration at the rear end of the filter from the oxygen concentration at the front end of the filter when the soot regeneration is being performed;
Sensor calibration and diagnosis method of the filter regeneration control device characterized in that it further comprises. 제 16 항에 있어서,
상기 제2 산소 농도 차이값을 이용하여 제1 수트 저감량을 산출하는 수트 저감량 산출 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.17. The method of claim 16,
a soot reduction amount calculation step of calculating a first soot reduction amount using the second oxygen concentration difference value;
Sensor calibration and diagnosis method of the filter regeneration control device characterized in that it further comprises. 제 17 항에 있어서,
상기 제1 수트 저감량과 상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서에 따른 제2 수트 저감량의 차이값을 산출하고, 산출된 수트 차이값과 기설정된 기준 수트값을 비교하여 상기 수트 차이값이 상기 기준 수트값 이상인 경우 상기 차압 센서의 고장으로 판단하는 고장 판단 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.18. The method of claim 17,
A difference value between the first soot reduction amount and a second soot reduction amount according to a differential pressure sensor sensing the front and rear pressures of the filter is calculated, and the calculated soot difference value is compared with a preset reference soot value to obtain the soot difference value. a failure determination step of determining that the differential pressure sensor is failure when the value is equal to or greater than the reference soot value;
Sensor calibration and diagnosis method of the filter regeneration control device characterized in that it further comprises. 제 17 항에 있어서,
상기 필터의 전단 압력과 후단 압력을 센싱하는 차압 센서가 없는 경우, 상기 제1 수트 저감량을 미리 마련된 수트 학습 모델에 반영하는 모델 보정 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재생 제어 장치의 센서 보정 및 진단 방법.18. The method of claim 17,
a model correction step of reflecting the first soot reduction amount to a pre-prepared soot learning model when there is no differential pressure sensor for sensing front and rear pressures of the filter;
Sensor calibration and diagnosis method of the filter regeneration control device characterized in that it further comprises.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170012782A (en) 2015-07-23 2017-02-03 현대자동차주식회사 Method for regenerating exhoust gas filter for vehicle and system for the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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