WO2014030953A1 - 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법 및 강제 재생을 위한 제어방법 - Google Patents

디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법 및 강제 재생을 위한 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2014030953A1
WO2014030953A1 PCT/KR2013/007561 KR2013007561W WO2014030953A1 WO 2014030953 A1 WO2014030953 A1 WO 2014030953A1 KR 2013007561 W KR2013007561 W KR 2013007561W WO 2014030953 A1 WO2014030953 A1 WO 2014030953A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
regeneration
time
forced
exhaust gas
forced regeneration
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/007561
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정선우
신용
Original Assignee
대동공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대동공업 주식회사 filed Critical 대동공업 주식회사
Publication of WO2014030953A1 publication Critical patent/WO2014030953A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1406—Exhaust gas pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228—Warning displays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/604—Engine control mode selected by driver, e.g. to manually start particle filter regeneration or to select driving style

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas aftertreatment apparatus, and specifically, a diesel engine exhaust for controlling forced regeneration at the same time that forced regeneration can be performed by expressing a forced regeneration time of the diesel engine exhaust gas aftertreatment apparatus.
  • the present invention relates to a forced regeneration timing display control method for a gas aftertreatment device and a control method for forced regeneration.
  • DOC diesel oxidation catalyst
  • DPF diesel particulate filter
  • the exhaust gas purification of diesel engines mainly targets nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM; various particulate harmful substances including soot), which are adsorbed and filtered by the DOC or DPF during the exhaust process.
  • NOx nitrogen oxides
  • PM particulate harmful substances including soot
  • periodic regeneration is essential because output reduction and processing performance of the aftertreatment device are reduced due to increased engine back pressure.
  • the regeneration in the exhaust gas aftertreatment apparatus is mainly performed by removing the engine by increasing the rotational speed of the engine to increase the temperature of the exhaust gas discharged after combustion or by operating a separate regeneration apparatus to burn particulate matter adsorbed / captured in the apparatus.
  • the period of regeneration is determined according to the amount of detection by the differential pressure sensor or the preset period inputted to the ECU when a certain period of time has elapsed.
  • regeneration is not performed even after the regeneration time has passed due to a failure or malfunction of the information transmission system, or the regeneration time has come before the regeneration period set by a sudden increase in PM, but the regeneration is necessary. A case may not occur at that time. In this case, as described above, a problem of a decrease in engine power may occur, and an expensive diesel particle filter may be lost due to high temperature generated by regenerating a large amount at a time, thereby losing its function.
  • the technical problem to be solved by the present invention is the user (operator) by using an expression means such as a lamp when the PM is continuously accumulated even before the condition (time) in which the auto regeneration is performed and the regeneration is absolutely necessary for the safety of the device. ) To recognize when it is time for artificial regeneration.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to implement a system capable of forcibly reproducing by manipulating a user when the user (driver) expresses that it is time to play and recognizes it.
  • the present invention as a means for solving the problem, (a) determining the accumulation amount of PM (various particulate harmful substances including soot) in the device; And (b) expressing to the user that when the PM accumulation amount exceeds the allowable value, the automatic regeneration is not performed, indicating that it is time for forced device regeneration. It provides a forced regeneration time display control method of the diesel engine exhaust gas after-treatment apparatus including a.
  • step (a) it is possible to determine the amount of PM accumulation through the method of measuring the inlet and outlet side pressure of the exhaust gas after-treatment apparatus using the differential pressure sensor, respectively.
  • step (b) it is good to be able to express step by step over a number of stages that forced regeneration is necessary according to the amount of PM accumulated in excess of the allowable value.
  • the stepwise display may include: a first step of expressing that it is time for forced regeneration by turning on the regeneration lamp as soon as the PM accumulation amount exceeds the allowable value; If forced regeneration is not performed even after a certain time has elapsed after the regeneration lamp is turned on according to the first stage, and a larger amount of PM is accumulated, the regeneration of the regeneration lamp is forced through a control to increase the illuminance of the regeneration lamp and reduce the output torque of the engine.
  • the normal mode (regeneration ramp off or regeneration ramp off and torque recovery or engine check ramp off and Control to return to limp home mode release) can be made.
  • the time point for the forced regeneration may be a time point at which the forced regeneration is required by the above-described forced regeneration time expression control method.
  • the reproducible condition may be an idle state in which the vehicle is at a stationary state and the engine is rotating while maintaining a constant rotation speed so that an operation for regeneration can be performed in a state capable of ensuring maximum driver safety. .
  • the vehicle is stopped in the above reproducible condition, the brake or the clutch is on, the ESC (Engine Speed Control) mode is off, the gear is in the neutral state, and the accelerator pedal (or lever) is operated. If the displacement is zero, it may be determined that the vehicle is stopped.
  • the regeneration switch is automatically turned OFF and control is performed so that the vehicle returns to the normal driving state before the regeneration operation.
  • PM is continuously accumulated even before the condition (time) in which auto regeneration is performed, so that regeneration is required for the safety of the device. If present, this can be expressed through ramps and mechanical control, thereby allowing the user (driver) to recognize when artificial regeneration is needed and to induce appropriate follow-up (forced regeneration).
  • control for forced regeneration it is possible to implement forced regeneration of the post-processing device at any time and any place without a visit to the workshop when the forced regeneration is required, anytime and anywhere with a simple switch operation.
  • a condition in which the reproduction can be performed is an environment in which the safety of the user (driver) can be protected first, and thus a system can be constructed that can be reproduced more safely.
  • 1 is a flow chart showing the control logic for the implementation of the forced regeneration time display of the diesel engine exhaust gas after-treatment apparatus according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the presentation of the staged regeneration time according to the PM accumulation amount in the forced regeneration time presentation control according to FIG. 1;
  • Figure 3 is a flow chart showing the control logic for forced regeneration of the diesel engine exhaust after-treatment apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 4 is a detailed control logic used in determining whether a current state of a vehicle meets a reproduction condition in the control for reproduction of FIG. 3;
  • FIG. 1 is a flowchart showing control logic for implementing forced regeneration time display of a diesel engine exhaust gas aftertreatment apparatus according to an aspect of the present invention
  • FIG. 2 is a PM accumulation in forced regeneration time display control according to FIG. 1. The figure shows the presentation of the staged regeneration time according to the quantity.
  • the forced regeneration time display control method of the exhaust gas after-treatment apparatus is largely divided into various particulate hazardous substances (hereinafter referred to as 'PM') including soot in the apparatus. Judging the amount of accumulation, and expressing to the outside by means of an appropriate display means such as a lamp that when the PM accumulation amount exceeds the allowable value and automatic regeneration is not performed, a time when a forced device regeneration is required Include.
  • the inlet and outlet pressures of the exhaust gas aftertreatment device are measured by using a differential pressure sensor, and the difference between the measured values between the inlet and outlet sides is input in advance.
  • a differential pressure sensor By comparing with the normal value, it is possible to determine how much PM is accumulated in the diesel particle filter.
  • the stepped expression may be expressed in three different forms.
  • the present invention is not limited to the illustrated staged display, and if the current state of the post-processing device can induce immediate action by warning and appealing to a user more dangerously, it is limited to a specific means and a display method using the same. It is understood that such modifications may be included within the scope of the present invention.
  • the three-step display is a first step in which the regenerative lamp is turned on immediately after the PM accumulation amount exceeds the allowable value.
  • the PM When the PM is accumulated, it may be classified into a second step of expressing a dangerous situation more strongly, and a third step performed when forced regeneration is not performed even after a predetermined time has elapsed after the presentation of the regeneration time by the second step.
  • the illuminance of the regeneration lamp already on in the first step is increased so that the regeneration lamp on state can be displayed to the outside with brighter light.
  • the forced regeneration is necessary by allowing the user to actually feel the vehicle state through the control of reducing the output torque of the engine.
  • the engine check lamp is turned on, and the vehicle driving mode can be displayed through a control for switching the vehicle driving mode from the normal mode to the limp home mode, which is an emergency driving mode.
  • the staged expression that is, the forced playback time in the first stage, the forced playback time in the second stage, the forced playback time in the third stage, etc. If a forced regeneration action is taken at any stage in the middle and the PM accumulation amount falls to the normal range, control to return to the normal mode (regeneration lamp off or regeneration lamp off and torque recovery or engine check lamp off and lymph groove mode release) may be performed.
  • PM is continuously accumulated even before the condition (time) in which auto regeneration is performed is reproduced for the safety of the apparatus. If this is necessary, it can be expressed by means of a ramp and mechanical control, thereby allowing the user (driver) to recognize when artificial regeneration is necessary and to induce appropriate follow-up (forced regeneration).
  • FIG. 3 is a flow chart showing control logic for forced regeneration of a diesel engine exhaust gas aftertreatment apparatus according to another aspect of the present invention
  • FIG. 4 is a current state of a vehicle in control for regeneration of FIG. Specific control logic used to determine whether
  • the control for forced regeneration of the exhaust gas after-treatment apparatus is large, turning on the regeneration switch when the forced regeneration is required, the regeneration switch is turned on If it is (ON), it is determined whether the state of the vehicle satisfies the reproducible condition, and if the state of the vehicle satisfies the regeneration condition, the process enters the regeneration mode and regeneration is performed to burn and remove the PM.
  • the time point when the forced regeneration is required may be a time point at which the forced regeneration is required through the forced regeneration time expression control of one side described above, and the reproducible condition may maximize the safety of the driver.
  • the vehicle may be in an idle state in which the vehicle is maintaining a safe stop and the engine is rotating while maintaining a constant rotation speed so that the operation for regeneration can be performed in a secured state.
  • the stop of the vehicle in the reproducible condition is as shown in FIG. 4, in which the brake or clutch is in an ON state, that is, a state in which the brake or clutch pedal is pressed, and functions to keep the engine speed constant.
  • Speed control mode is OFF, the gear ratio is zero, that is, the gear is in neutral, and the vehicle stops when the accelerator pedal (or lever) operation displacement is zero, that is, without the accelerator pedal (lever) operation. It can be judged that
  • the above condition is a combination of various devices that may cause serious dangers to the user (the driver) and the vehicle, such as sudden start, when the engine speed is increased for forced regeneration of the exhaust aftertreatment device while the engine is started.
  • This is a condition that allows the regeneration to be executed in the state that all of them are removed, and when the regeneration operation is executed in this state, the user (driver) and the vehicle can be more reliably protected from danger.
  • the engine speed is increased (or) to increase the exhaust gas temperature to increase the exhaust gas temperature.
  • the regeneration switch is automatically turned off and the vehicle is returned to its normal operation state before regeneration operation. Is performed.
  • control for forced regeneration it is possible to implement forced regeneration of the post-processing device at any time and any place by simple switch operation at any time and place without requiring the visit of the workshop and expert when the forced regeneration is required.
  • the conditions under which the regeneration can be performed are the conditions that can primarily protect the safety of the user (driver), it is possible to construct a system in which the regeneration is implemented in a safer environment.
  • the present invention can be applied to a forced regeneration control system of a diesel engine equipped with an exhaust gas aftertreatment device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어 및 강제 재생 제어방법을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 강제 재생시기 표출제어는, 장치 내 PM(매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)의 적체량을 판단하는 단계; 및 PM 적체량이 허용치를 초과했음에도 자동재생이 행해지지 않은 경우 강제적인 장치 재생이 필요한 시기임을 표출시켜 사용자에게 인식시키는 단계;를 통해 구현되며, 다른 측면에 다른 강제 재생 제어는, 강제 재생이 필요한 시점에 재생스위치를 온(ON) 시키는 단계; 재생스위치가 온(ON)되면 차량의 상태가 재생가능조건을 만족하는가를 판단하는 단계; 및 차량상태가 재생조건을 만족하면 재생모드로 진입하고 PM을 연소시켜 제거하기 위한 재생이 행해지는 단계;를 포함한다.

Description

디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법 및 강제 재생을 위한 제어방법
본 발명은 배기가스 후처리 장치에 관련된 것으로, 상세하게는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출을 통해 강제 재생이 행해질 수 있도록 하는 동시에, 강제 재생이 행해지는 것을 제어하기 위한 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법 및 강제 재생을 위한 제어방법에 관한 것이다.
오염물질을 최소화하고 대기환경 보존을 위한 디젤엔진의 후처리 장치로서, 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst, 이하 'DOC'라 한다)와 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter, 이하 'DPF'라 한다)를 결합시킨 형태의 촉매형 매연 여과 장치가 당업계에서 널리 채택되고 있다.
디젤엔진의 배기가스 정화는 주로 질소 산화물(NOx)과 입자상 물질(PM; 매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)을 대상으로 하며, 이러한 물질은 배기과정에서 상기 DOC 또는 DPF에 의해 흡착되어 걸러지게 된다. 하지만 질소 산화물 및 입자상 물질이 DOC 또는 DPF에 계속해서 축적되면 엔진 배압증가에 따른 출력저하 및 후처리 장치의 처리성능이 저하되므로, 주기적인 재생이 반드시 요구된다.
위와 같은 배기가스 후처리 장치에서의 재생은 주로, 엔진의 회전수를 높여 연소 후 배출되는 배기가스온도를 높이거나 별도의 재생장치를 작동시켜, 장치 내에 흡착/포집된 입자상 물질을 연소시킴으로써 제거하는 방식으로 이루어지며, 재생이 진행되는 시기는 흡착/포집량이 증가하거나 일정 주기가 경과했을 경우, 차압센서에 의한 포집량 검출 또는 ECU에 기 입력된 설정주기에 따라 결정된다.
그러나 정보전달 계통의 고장 또는 동작불량 등의 이유로 재생시기가 지났음에도 재생이 행해지지 않았거나, PM의 급격한 증가로 설정된 재생주기 이전에 재생시기가 도래하였지만 재생이 행해지지 않는 것과 같이 재생이 반드시 필요한 시점에 행해지지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 앞서도 설명했듯이 엔진 출력저하의 문제가 발생하는 것은 물론 많은 양을 한꺼번에 재생처리 함에 따른 고온발생으로 인해 고가의 디젤 입자 필터가 녹아버려 기능을 상실하게 될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 오토재생이 행해지는 조건(시기)에 도달하기 전임에도 PM이 지속적으로 쌓여 장치 안전을 위해 재생이 반드시 요구되는 경우, 램프와 같은 표출수단을 이용해 사용자(운전자)에게 인위적인 재생이 필요한 시기임을 인식시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 재생이 필요한 시기임을 표출하고 이를 사용자(운전자)가 인식했을 때, 사용자의 인위적인 조작으로 재생을 강제로 진행시킬 수 있는 시스템을 구현하고자 하는 것이다.
과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 장치 내 PM(매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)의 적체량을 판단하는 단계; 및 (b) PM 적체량이 허용치를 초과했음에도 자동재생이 행해지지 않은 경우 강제적인 장치 재생이 필요한 시기임을 표출시켜 사용자에게 인식시키는 단계; 를 포함하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법을 제공한다.
이때 상기 (a)단계에서는, 차압센서를 이용하여 배기가스 후처리 장치의 입구와 출구 측 압력을 각각 측정하는 방법을 통해 PM 적체량을 판단할 수 있다.
또한, 상기 (b)단계에서는, 허용치를 기준으로 초과된 PM 적체량에 따라 강제 재생이 필요한 시기임을 여러 단계에 걸쳐 단계적으로 표출시킬 수 있도록 하는 것이 좋다.
이 경우 단계적 표출은, PM 적체량이 허용치를 초과하면 곧바로 재생램프를 점등시켜 강제 재생이 필요한 시기임을 표출하는 제1 단계; 제1 단계에 의한 재생램프 점등 후 일정시간이 경과했음에도 강제 재생이 행해지지 않아 더 많은 양의 PM이 적체되었을 경우, 상기 재생램프의 조도를 높이는 동시에 엔진의 출력토크를 감소시키는 제어를 통해 강제 재생이 필요한 시기임을 표출시키는 제2 단계; 및 제2 단계에 의한 재생시기 표출 후 일정시간이 경과했음에도 강제 재생이 행해지지 않아 더 많은 양의 PM이 적체되었을 경우, 상기 재생램프를 오프시키는 동시에 엔진체크램프 점등 및 비상주행모드인 림프홈(Limp home)모드로 전환시키는 제3 단계;로 구분될 수 있다.
또한, 상기 제1 또는 제2 또는 제3 단계를 통한 재생시기 표출 도중 강제 재생이 행해지고 PM 적체량이 정상범위까지 낮춰지면, 정상모드(재생램프오프 또는 재생램프 오프 및 토크 복원 또는 엔진체크램프 오프 및 림프홈모드 해제)로 복귀시키는 제어가 행해질 수 있다.
과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 강제 재생이 필요한 시점에 재생스위치를 온(ON) 시키는 단계; (b) 재생스위치가 온(ON)되면 차량의 상태가 재생가능조건을 만족하는가를 판단하는 단계; 및 (c) 차량상태가 재생조건을 만족하면 재생모드로 진입하고 PM을 연소시켜 제거하기 위한 재생이 행해지는 단계;를 포함하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생 제어방법을 제공한다.
여기서, 상기 강제 재생이 필요한 시점은, 상기한 강제 재생시기 표출제어방법에 의해서 강제 재생이 필요한 시기임이 표출된 시점일 수 있다.
그리고, 상기 재생가능조건은, 운전자의 안전을 최대한 확보할 수 있는 상태에서 재생을 위한 동작이 행해질 수 있도록, 차량은 정지상태에 있고 엔진은 일정한 회전수를 유지하면서 회전하고 있는 아이들 상태일 수 있다.
이 경우, 상기 재생가능조건에서 차량의 정지는, 브레이크 또는 클러치가 온(ON) 상태이고, ESC(Engine Speed Control) 모드가 오프이며, 기어가 중립상태에 있고, 악셀레이터 페달(또는 레버)의 조작변위가 제로인 경우 차량정지인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 재생이 완료되면 재생스위치는 자동으로 오프(OFF)상태로 전환되고 차량은 재생작업 전 정상 구동상태로 복귀하도록 제어가 행해진다.
본 발명의 일 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어에 의하면, 오토재생이 행해지는 조건(시기)에 도달하기 전임에도 PM이 지속적으로 쌓여 장치 안전을 위해 재생이 반드시 요구되는 경우, 램프 및 기계적 제어를 통해 이를 표출시킴으로써, 사용자(운전자)에게 인위적인 재생이 필요한 시기임을 인식시키고 적절한 후속조치(강제 재생)가 취해질 수 있도록 유도할 수 있다.
즉, 사용자(운전자)가 미리 상기 배기가스 후처리 장치에 발생할 수 있는 위험을 인지하고 이에 대처할 수 있게 함으로써, 재생시기를 놓쳐서 디젤 입자 필터가 녹아 기능을 상실하는 것과 같은 문제를 미리 예방할 수 있으며, 이에 따라 고가의 배기가스 후처리 장치의 수명을 연장시키는 효과 및 장치교체에 따른 비용을 절감시키는 효과가 발현될 수 있다.
또한, 다른 측면에 따른 강제 재생을 위한 제어에 따르면, 강제 재생이 필요한 시점에 정비소 방문 및 전문가의 도움 없이도 때와 장소에 구애 없이 언제 어디서든 간단한 스위치 동작만으로 후처리 장치에 대한 강제 재생을 구현할 수 있고, 특히 그 재생이 행해질 수 있는 조건이 사용자(운전자)의 안전을 최우선적으로 보호할 수 있는 환경이어서 보다 안전하게 재생이 행해질 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출의 구현을 위한 제어 로직을 나타내는 플로우 챠트.
도 2는 도 1에 따른 강제 재생시기 표출제어에 있어 PM 적체량에 따른 단계적 재생시기의 표출을 도식화한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생을 위한 제어 로직을 나타내는 플로우 챠트.
도 4는 도 3의 재생을 위한 제어에서 차량의 현재 상태가 재생조건에 부합하는가를 판단함에 있어 이용되는 구체적인 제어 로직.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출의 구현을 위한 제어 로직을 나타내는 플로우 챠트이며, 도 2는 도 1에 따른 강제 재생시기 표출제어에 있어 PM 적체량에 따른 단계적 재생시기의 표출을 도식화한 도면이다. 이를 참조하여 먼저 본 발명의 일 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 의한 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법은 크게, 장치 내 매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질(이하, 'PM'이라 한다)의 적체량을 판단하는 단계와, PM 적체량이 허용치를 초과했음에도 자동재생이 행해지지 않은 경우 강제적인 장치 재생이 필요한 시기임을 램프와 같은 적절한 표출수단을 이용하여 외부로 표출시킴으로써 사용자가 인식하도록 하는 단계를 포함한다.
PM의 적체량을 판단하는 단계에서는 예를 들어, 배기가스 후처리 장치(DPF)의 입구 측과 출구 측 압력을 차압센서를 이용하여 측정하고, 입구와 출구 측의 측정 값 차이를 미리 입력되어 있는 정상 값과 비교함으로써 디젤 입자 필터에 PM이 얼마나 쌓여 있는 가를 판단할 수 있다. 하지만 이와 같은 차압센서 방식에 한정되는 것은 아니며, 필터에 쌓인 PM의 양을 정확하게 판단하고 측정할 수 있는 수단이라면 특별한 제한은 없다.
강제 재생시기임을 표출시켜 인식시키는 단계에서는, 장치 내 PM 적체량이 허용치 즉, 자동 재생이 이미 행해졌어야 하는 상한 값을 기준으로 그 수치로부터 초과된 PM 적체량에 따라 강제 재생이 필요한 시기임을 여러 단계에 걸쳐 단계적으로 표출시킴으로써, 사용자가 현재의 PM 적체에 따른 장치 위험도가 개략적으로 나마 어느 정도 수준인지를 인지할 수 있도록 하는 것이 좋다.
단계적 표출의 바람직한 예로는 도 2의 도시와 같이, 세 단계에 걸쳐 다른 형태로 표출시키는 것을 예로 들 수 있다. 물론 도시된 단계적 표출에 제한되는 것은 아니며, 현재 후처리 장치의 상태가 위험한 상황을 사용자에게 보다 강하게 경고하고 어필함으로써 즉각적인 조치를 유도할 수 있다면, 특정 수단 및 이를 활용한 표출방법에 구애 됨이 적용 가능하며, 그러한 변형 예 또한 본 발명의 범주에 포함될 수 있음을 밝혀 둔다.
세 단계에 걸친 단계적 표출은 구체적으로, PM 적체량이 상기 허용치를 초과했을 때 곧바로 재생램프를 점등시켜 표출하는 제1 단계, 재생램프 점등 후 일정시간이 경과했음에도 강제 재생이 행해지지 않아 더 많은 양의 PM이 적체되었을 경우 위험상황임을 보다 강하게 표출하는 제2 단계, 제2 단계에 의한 재생시기 표출 후 일정시간이 경과했음에도 강제 재생이 행해지지 않았을 때 최종적으로 행해지는 제3 단계로 구분될 수 있다.
제1 단계에 비해 보다 강하게 재생시기임을 표출하는 상기 제2 단계에서는 바람직하게, 제1 단계에 이미 온 상태에 있는 재생램프의 조도를 높여 재생램프 온 상태가 보다 밝은 빛으로 외부에 표출될 수 있도록 하는 동시에, 엔진의 출력토크를 감소시키는 제어를 통해 실질적으로 사용자가 차량상태를 체감할 수 있도록 함으로써 강제 재생이 필요한 시기임을 표출시킬 수 있다.
그리고 제2 단계를 통한 표출에도 불구하고 강제 재생조치가 행해지지 않았을 경우 최종적으로 재생시기임을 표출하는 제3 단계에서는 바람직하게, 현재 배기가스 후처리 장치의 상태가 아주 위험한 상황임을 보다 심각하게 인식시킬 수 있도록, 상기 재생램프를 오프시키는 동시에 엔진체크램프를 점등하고, 이와 함께 차량 주행모드를 정상모드에서 비상주행모드인 림프홈(Limp home)모드로 전환시키는 제어를 통해 표출할 수 있다.
위와 같은 단계적 표출 다시 말해, 제1 단계를 통한 강제 재생시기 표출, 제2 단계를 통한 강제 재생시기 표출, 제3 단계를 통한 강제 재생시기 표출 등 각 단계에서 해당 표출방법으로 재생시기임을 표출하고 있는 도중 어느 단계에서든 강제 재생 조치가 취해져 PM 적체량이 정상범위까지 떨어지면, 정상모드(재생램프오프 또는 재생램프 오프 및 토크 복원 또는 엔진체크램프 오프 및 림프홈모드 해제)로 복귀시키는 제어가 행해질 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어에 의하면, 오토재생이 행해지는 조건(시기)에 도달하기 전임에도 PM이 지속적으로 쌓여 장치 안전을 위해 재생이 반드시 요구되는 경우, 램프 및 기계적 제어를 통해 이를 표출시킴으로써, 사용자(운전자)에게 인위적인 재생이 필요한 시기임을 인식시키고 적절한 후속조치(강제 재생)가 취해질 수 있도록 유도할 수 있다.
즉, 사용자(운전자)가 미리 상기 배기가스 후처리 장치에 발생할 수 있는 위험을 인지하고 이에 대처할 수 있게 함으로써, 재생시기를 놓쳐서 디젤 입자 필터가 녹아 기능을 상실하는 것과 같은 문제를 미리 예방할 수 있으며, 이에 따라 고가의 배기가스 후처리 장치의 수명을 연장시키는 효과 및 장치교체에 따른 비용을 절감시키는 효과가 발현될 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치 강제 재생을 위한 제어방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생을 위한 제어 로직을 나타내는 플로우 챠트이며, 도 4는 도 3의 재생을 위한 제어에서 차량의 현재 상태가 재생조건에 부합하는가를 판단함에 있어 이용되는 구체적인 제어 로직 이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 배기가스 후처리 장치의 강제 재생을 위한 제어는 크게, 강제 재생이 필요한 시점에 재생스위치를 온(ON) 시키는 단계, 재생스위치가 온(ON)되면 차량의 상태가 재생가능조건을 만족하는가를 판단하는 단계, 차량상태가 재생조건을 만족하면 재생모드로 진입하고 PM을 연소시켜 제거하기 위한 재생이 행해지는 단계를 거쳐 이루어진다.
본 실시예에서 상기 강제 재생이 필요한 시점은 바람직하게, 전술한 일 측면의 강제 재생시기 표출제어를 통한 강제 재생이 필요한 시기임이 표출된 시점일 수 있으며, 상기 재생가능조건은, 운전자의 안전을 최대한 확보할 수 있는 상태에서 재생을 위한 동작이 행해질 수 있도록, 차량은 안전한 정지를 유지하고 있고 엔진은 일정한 회전수를 유지하면서 회전하고 있는 아이들 상태일 수 있다.
재생가능조건에서 차량의 정지는 구체적으로 도 4와 같이, 브레이크 또는 클러치가 온(ON) 상태 즉, 브레이크 또는 클러치 페달을 밟고 있는 상태이고, 엔진 회전수를 일정하게 유지시키도록 기능하는 ESC(Engine Speed Control) 모드가 오프(OFF)이며, 기어비가 제로 즉, 기어는 중립에 있고, 악셀레이터 페달(또는 레버)의 조작변위가 제로 즉, 악세레이터 페달(레버) 조작이 없는 상태인 경우 차량이 정지인 것으로 판단할 수 있다.
다시 말해, 상기 조건은 엔진 시동이 걸린 상태에서 배기가스 후처리 장치에 대한 강제 재생을 위해 엔진 회전수가 상승되는 경우, 사용자(운전자) 및 차량에 심각한 위험 예컨대, 급발진이 초래될 수 있는 다양한 장치 조합을 모두 제거한 상태에서 재생이 실행될 수 있도록 하는 조건이며, 이런 상태에서 재생작업 실행되면 사용자(운전자)와 차량은 위험으로부터 보다 확실하게 보호될 수 있다.
한편, 차량상태가 상기한 재생조건을 만족하여 다음 단계인 PM을 연소시켜 제거하는 실질적 재생단계에 진입하면, 앞서도 간단하게 언급했듯이 엔진 회전수 상승(또는 )시켜 배기가스 온도를 배기가스온도를 높이거나 별도의 재생장치를 작동시키는 제어를 통해 PM을 연소시킴으로써 제거할 수 있으며, 재생작업이 완료되면 재생스위치는 자동으로 오프(OFF)상태로 전환되고 차량은 재생작업 전 정상 구동상태로 복귀하도록 제어가 행해진다.
위와 같은 다른 측면에 따른 강제 재생을 위한 제어에 따르면, 강제 재생이 필요한 시점에 정비소 방문 및 전문가의 도움 없이도 때와 장소에 구애 없이 언제 어디서든 간단한 스위치 동작만으로 후처리 장치에 대한 강제 재생을 구현할 수 있으며, 특히 그 재생이 행해질 수 있는 조건이 사용자(운전자)의 안전을 최우선적으로 보호할 수 있는 조건이어서 보다 안전한 환경에서 재생이 구현되는 시스템을 구축할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 배기가스 후처리 장치가 장착된 디젤엔진의 강제 재생 제어 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. (a) 장치 내 PM의 적체량을 판단하는 단계; 및
    (b) PM 적체량이 허용치를 초과했음에도 자동재생이 행해지지 않은 경우 강제적인 장치 재생이 필요한 시기임을 표출시켜 사용자에게 인식시키는 단계;
    를 포함하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계에서는, 차압센서를 이용하여 배기가스 후처리 장치의 입구와 출구 측 압력을 각각 측정하는 방법을 통해 PM 적체량을 판단하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서는, 허용치를 기준으로 초과된 PM 적체량에 따라 복수의 단계에 걸쳐 단계적으로 강제 재생이 필요한 시기임을 표출시키는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (b)단계에서의 단계적 표출은,
    PM 적체량이 허용치를 초과하면 곧바로 재생램프를 점등시켜 강제 재생이 필요한 시기임을 표출하는 제1 단계;
    상기 제1 단계에 의한 재생램프 점등 후 일정시간이 경과했음에도 강제 재생이 행해지지 않아 더 많은 양의 PM이 적체되었을 경우, 상기 재생램프의 조도를 높이는 동시에 엔진의 출력토크를 감소시키는 제어를 통해 강제 재생이 필요한 시기임을 표출시키는 제2 단계; 및
    상기 제2 단계에 의한 재생시기 표출 후 일정시간이 경과했음에도 강제 재생이 행해지지 않아 더 많은 양의 PM이 적체되었을 경우, 상기 재생램프를 오프시키는 동시에 엔진체크램프 점등 및 비상주행모드인 림프홈(Limp home)모드로 전환시키는 제3 단계;로 구분되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 또는 제3 단계를 통한 재생시기 표출 도중 강제 재생이 행해지고 PM 적체량이 정상범위까지 낮춰지면, 정상모드(재생램프오프 또는 재생램프 오프 및 토크 복원 또는 엔진체크램프 오프 및 림프홈모드 해제)로 복귀시키는 제어가 행해지는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법.
  6. (a) 강제 재생이 필요한 시점에 재생스위치를 온(ON) 시키는 단계;
    (b) 재생스위치가 온(ON)되면 차량의 상태가 재생가능조건을 만족하는가를 판단하는 단계; 및
    (c) 차량상태가 재생조건을 만족하면 재생모드로 진입하고 PM을 연소시켜 제거하기 위한 재생이 행해지는 단계;
    를 포함하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 강제 재생이 필요한 시점은, 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법에 의한 강제 재생이 필요한 시기임이 표출된 시점인 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생 제어방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 재생가능조건은, 차량은 정지상태에 있고 엔진은 일정한 회전수를 유지하면서 회전하고 있는 아이들 상태인 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 재생가능조건에서 차량의 정지는, 브레이크 또는 클러치가 온(ON) 상태이고, ESC(Engine Speed Control) 모드가 오프이며, 기어가 중립상태에 있고, 악셀레이터 페달(또는 레버)의 조작변위가 제로인 경우 차량이 정지상태에 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생 제어방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 (c)단계에 의한 재생이 완료되면 상기 재생스위치는 자동으로 오프(OFF) 상태로 전환되고, 차량은 재생작업 전 정상 구동상태로 복귀하도록 제어가 행해지는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생 제어방법.
PCT/KR2013/007561 2012-08-23 2013-08-23 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법 및 강제 재생을 위한 제어방법 WO2014030953A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120092505 2012-08-23
KR10-2012-0092505 2012-08-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014030953A1 true WO2014030953A1 (ko) 2014-02-27

Family

ID=50150178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/007561 WO2014030953A1 (ko) 2012-08-23 2013-08-23 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법 및 강제 재생을 위한 제어방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014030953A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1077826A (ja) * 1996-09-06 1998-03-24 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置
JP4273911B2 (ja) * 2003-10-07 2009-06-03 三菱ふそうトラック・バス株式会社 車両の排気浄化装置
JP2011202573A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｄｐｆの再生制御装置、再生制御方法、および再生支援システム
JP2011226356A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Volvo Powertrain Ab ディーゼルエンジンの排気浄化装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1077826A (ja) * 1996-09-06 1998-03-24 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置
JP4273911B2 (ja) * 2003-10-07 2009-06-03 三菱ふそうトラック・バス株式会社 車両の排気浄化装置
JP2011202573A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｄｐｆの再生制御装置、再生制御方法、および再生支援システム
JP2011226356A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Volvo Powertrain Ab ディーゼルエンジンの排気浄化装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1880737B (zh) 用于保护排气后处理系统的方法
JP4148178B2 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
RU2448266C2 (ru) Способ регенерации сажевого фильтра в выхлопной системе транспортного средства и устройство для его осуществления
CN101466925B (zh) 用于废气净化装置再生的方法和系统
JP4161931B2 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP2005083305A (ja) エンジンの排気浄化装置
US8539756B2 (en) Exhaust purification device for internal combustion engine
JP2005113752A (ja) 車両の排気浄化装置
JP5942972B2 (ja) 緊急車両の排気浄化システム
CN102046936A (zh) 识别颗粒过滤器中的燃烧情况的方法和装置
JP4609662B2 (ja) リンプホーム制御装置
US7370470B2 (en) Method for increasing the exhaust gas temperature of internal combustion engines
EP2578855B1 (en) System for purifying exhaust gas
JP5585226B2 (ja) 排ガス浄化システム
WO2011155587A1 (ja) Ｄｐｆシステム
JP6550012B2 (ja) 車両制御装置
CN114542307A (zh) 一种混动车的dpf驻车再生控制方法及系统
JP4200875B2 (ja) エンジンの制御装置
WO2014030953A1 (ko) 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 강제 재생시기 표출제어방법 및 강제 재생을 위한 제어방법
RU2423614C2 (ru) Способ и система регенерации устройства очистки отработавших газов
JP4285192B2 (ja) エンジンの制御装置
US20100242444A1 (en) Procedures for the operation of an internal combustion engine's particle filter and the mechanism for the execution of the procedure
KR102049351B1 (ko) 디젤 미립자 필터의 서비스 재생 방법
JP2005282478A (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
KR101886903B1 (ko) 작업기계의 배기가스 처리방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13830373

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13830373

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1