KR101134975B1 - 초기 ｄｐｆ 재생 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기 DPF 재생 방법에 관한 것으로 재생 관련 변수 모니터링하여 DPF를 재생하는 단계; DPF 재생후 차압을 비교하는 단계; 상기 비교된 차압을 축적된 soot mass로 보정하는 단계; 보정된 soot mass에 따라 재생 필요 여부를 판단하는 단계; 및 상기 보정된 soot mass에 따라 재생이 필요한 것으로 판단되면 재생을 실시하는 단계;를 포함한다.

DPF, soot

Description

초기 ＤＰＦ 재생 방법{INITIAL DPF REGENERATION METHOD}

본 발명은 초기 DPF 재생 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기 DPF의 잦은 재생을 방지할 수 있는 초기 DPF 재생 방법에 관한 것이다.

디젤엔진은 출력 및 연비가 뛰어나 그 사용이 증가하고 있으나, 매연 발생문제가 있어 각국에서는 이에 대해 규제하고 있다.

이에 대응하여 여러 후처리장치가 디젤엔진 차량에 장착되고 있으며, 이러한 후처리 장치의 하나로 매연여과장치(DPF; Diesel Particulate Filter Trap)가 널리 사용되고 있다.

DPF는 디젤엔진에서 배출되는 PM을 포집, 여과하는 기능을 가지고 있으며, PM(particulate materials)을 일정량 축적하면 배기가스 승온 등의 방법으로 이러한 soot를 강제적으로 연소시켜 없애주는 재생을 반복적으로 실시한다. 이때 필터내에 축적된 soot의 양을 정확히 예측하여 재생을 시켜주는 것이 매우 중요하며, soot의 양을 예측하는 방법으로 주로 사용되고 있는 방법으로, 필터 전후단의 차압을 이용하여 soot를 예측하는 차압모델이 많이 사용된다.

DPF는 큰 기공을 가진 물질로, 압력, 포집 효율 등을 고려하여 기공, 기공 크기 등이 설계 되며, 입자가 큰 soot는 필터내에 여과되고, 반면 가스성분들은 필터의 벽면을 통해 후단으로 배출된다.

도1은 재생 횟수에 따른 차압 차 그래프이다.

도1을 참조하면, 이렇게 필터의 pore안에 축적되는 soot에 의해 초기 soot량 예측의 오차가 발생하게 되는데, 이러한 현상은 동일한 DPF의 경우에도 마일리지에 따라, 또는 재생횟수에 따라 차압차이가 많이 발생하게 된다.

도2는 DPF의 초기 배기유량에 따른 차압차이를 나타낸 그래프이다.

도2를 참조하면, 동일한 specification을 갖는 여러 개의 DPF의 경우에도 초기 배기유량에 따른 차압차이가 크게 발생되며, 이러한 DPF가 실제 차량에서 운행될 경우 soot량의 오인식 등으로 인해 재생주기 등이 크게 달라질 수 있다.

일반적으로 deep bed filtration이 발생되면, 정상적인 경우보다 차압이 커지게 되는데, 이로 인해 차압이 커져, soot가 많이 쌓인 것처럼 ECU가 인식을 하게 되어, 정상적인 경우보다 잦은 재생을 유도하여 연비손실, oil dilution, 잦은 MIL점등 등이 발생하게 되고, 소비자로 하여금 필터의 고장인식을 유도하여, A/S 횟수가 늘어날 수 있으며, 또한 DPF의 파손을 가져올 수 있다.

도3은 마일리지별 soot 량에 따른 차압 그래프이다.

도3에 도시된 바와 같이, 디젤엔진이 장착된 실차를 대상으로 마일리지별 soot량에 따른 차압을 측정하였다.

초기 ~3000km정도까지는 ECU에서 인식하는 soot의 량이 큰 오차를 보이고 있고 계속 조금씩 달라지고 있다. 이로 인해 정상적으로 soot를 인식할 때보다 잦은 재생을 발생시킨다.

반면, 약 5000km이상이 되면 초기 설정된 ECU인식치와 거의 동일하게 유지 되는 것을 확인할 수 있고 따라서 soot의 인식의 오차를 줄일 수 있다.

본 실험 결과, soot 인식의 안정화 결과는 차량, 엔진, 필터의 재질, 볼륨에 따라 달라질 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 초기 DPF에서 soot가 필터의 기공 안으로 들어가 차압을 급격히 증가시켜, soot측정의 오차를 크게 하며 따라서 잦은 재생을 일으킬 가능성이 크므로 본 발명에서는 이러한 오차를 방지하기 위해 재생후의 차압과 초기설정치와의 비교 및 이에 따른 soot보정을 통해 이러한 오류를 줄일 수 있는 초기 DPF 재생 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초기 DPF 재생 방법은 재생 관련 변수 모니터링하여 DPF를 재생하는 단계; DPF 재생후 차압을 비교하는 단계; 상기 비교된 차압을 축적된 soot mass로 보정하는 단계; 보정된 soot mass에 따라 재생 필요 여부를 판단하는 단계; 및 상기 보정된 soot mass에 따라 재생이 필요한 것으로 판단되면 재생을 실시하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 재생 관련 변수는 RPM, 차속, 마일리지, 연료량, 배기가스 온도, soot mass, 차압을 포함하는 변수로부터 선택된 적어도 하나 이상으로 할 수 있다.

상기 DPF 재생후 차압을 비교하는 단계는 재생후 차압과 설정된 모노리스 차압을 비교할 수 있다.

초기 DPF 재생 방법은 Deep bed filtration의 영향이 존속하는지 판단하는 단계; 및 상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하지 않는 경우 정상 재생으로 복귀하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하는지 판단하는 단계는 마일리지가 설정된 정상 재생 복귀 마일리지에 도달하거나 상기 재생후 차압과 설정된 초기설정차압과의 차이가 설정치 이하에 해당하면 상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 초기 DPF 재생 방법에 의하면, 초기 soot측정의 오차를 줄여 잦은 재생을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명의 실시예에의한 초기 DPF 재생 방법 플로우 챠트이다.

도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초기 DPF 재생 방법은, 차량의 정상 운전 중(S10) 재생 관련 변수 모니터링(S20)하여 DPF를 재생하는 단계(S30), DPF 재생후 차압을 비교하는 단계(S40), 상기 비교된 차압을 ECU가 인식하여(S50) 축적된 soot mass로 보정하는 단계(S60), 보정된 soot mass에 따라 재생 필요 여부를 판단하는 단계(S70), 재생을 실시하는 단계(S80), Deep bed filtration의 영향이 존속하는지 판단하는 단계(S90) 및 정상 재생 복귀 단계(S100)를 포함한다.

상기 비교된 차압을 비교하는 단계는 초기 설정치, 즉, 실험을 통해 재생후 차압의 기준 값을 설정하여 실제 차량의 재생 후 차압과 비교하여 차압의 차이만금 이를 soot mass의 축적양으로 인식하게 되며, 보정된 soot mass에 따라 재생 필요 여부를 판단하여 차압 차로 인한 오류를 줄이도록 한다.

상기 재생 관련 변수는 RPM, 차속, 마일리지, 연료량, 배기가스 온도, soot mass, 차압을 포함하는 변수로부터 선택된 적어도 하나 이상으로 할 수 있다.

이러한 재생 관련 변수는 맵에 저장되어 재생 여부를 결정하게 된다.

상기 DPF 재생후 차압을 비교하는 단계(S40)는 재생후 차압과 설정된 모노리스 차압을 비교할 수 있다.

상기 모노리스(monolith) 차압은 순수 필터 자체의 차압을 말한다.

상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하는지 판단하는 단계(S90)는 마일리지가 설정된 정상 재생 복귀 마일리지에 도달하거나 상기 재생후 차압과 설정된 초기설정차압과의 차이가 설정치 이하에 해당하면 상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

여기서 상기 복귀 마일리지는 예를 들어 5000Km로 할 수 있으며, 이는 soot의 오차 인식 범위를 벗어나는 것으로 해당 필터 별로 실험을 통해 설정될 수 있다.

상기 재생후 차압과 설정된 초기설정차압과의 차이가 설정치 이하에 해당하는 경우는 상기 재생후 차압이 설정된 초기설정차압에 근접한 경우를 말하고, 상기 초기설정차압은 정상 재생 복귀 차압으로 각 필터의 특성에 따라 선택되는 값으로할 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 의한 초기 DPF 재생 방법은 DPF 재생후 차압과 설정된 모노리스 차압을 이용하여 soot mass를 보정하여 재생을 하며, Deep bed filtration의 영향을 고려하게 되므로 초기 soot측정의 오차를 고려하여 DPF 의 잦은 재생을 방지할 수 있어 DPF 보호와 연비 향상이 가능해진다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도1은 재생 횟수에 따른 차압 차 그래프이다.

도2는 DPF의 초기 배기유량에 따른 차압차이를 나타낸 그래프이다.

도3은 마일리지별 soot 량에 따른 차압 그래프이다.

도4는 본 발명의 실시예에의한 초기 DPF 재생 방법 플로우 챠트이다.

Claims (5)

1. 재생 관련 변수 모니터링하여 DPF를 재생하는 단계;

   DPF 재생후 차압을 비교하는 단계;

   상기 비교된 차압을 축적된 soot mass로 보정하는 단계;

   보정된 soot mass에 따라 재생 필요 여부를 판단하는 단계; 및

   상기 보정된 soot mass에 따라 재생이 필요한 것으로 판단되면 재생을 실시하는 단계;

   Deep bed filtration의 영향이 존속하는지 판단하는 단계; 및

   상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하지 않는 경우 정상 재생으로 복귀하는 단계;

   를 포함하되,

   상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하는지 판단하는 단계는 마일리지가 설정된 정상 재생 복귀 마일리지에 도달하거나 상기 재생후 차압과 설정된 초기설정차압과의 차이가 설정치 이하에 해당하면,

   상기 Deep bed filtration의 영향이 존속하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 초기 DPF 재생 방법.
2. 제1항에서,

   상기 재생 관련 변수는

   RPM, 차속, 마일리지, 연료량, 배기가스 온도, soot mass, 차압을 포함하는 변수로부터 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 초기 DPF 재생 방법.
3. 제1항에서,

   상기 DPF 재생후 차압을 비교하는 단계는

   재생후 차압과 설정된 모노리스 차압을 비교하는 것을 특징으로 하는 초기 DPF 재생 방법.
4. 삭제
5. 삭제

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