KR102563490B1 - Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system - Google Patents

Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system Download PDF

Info

Publication number
KR102563490B1
KR102563490B1 KR1020180162020A KR20180162020A KR102563490B1 KR 102563490 B1 KR102563490 B1 KR 102563490B1 KR 1020180162020 A KR1020180162020 A KR 1020180162020A KR 20180162020 A KR20180162020 A KR 20180162020A KR 102563490 B1 KR102563490 B1 KR 102563490B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
regeneration
weight
reducing agent
exhaust purification
reference value
Prior art date
Application number
KR1020180162020A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200073635A (en
Inventor
박준성
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 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 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020180162020A priority Critical patent/KR102563490B1/en
Publication of KR20200073635A publication Critical patent/KR20200073635A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102563490B1 publication Critical patent/KR102563490B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1404Exhaust gas temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606Particle filter loading or soot amount
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명은 배기 정화 장치의 재생 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요소 수용액(Urea Solution)과 같은 환원제 분사에 의해 발생할 수 있는 암모니아(NH3)에 의한 배기 시스템 손상을 최소화하기 위해서 환원제 분사량과 환원제 분사 후 배기 온도 조건에 따라 재생 진입 시점을 변경 및 제어하는 배기 정화 장치의 내구 수명 향상을 위한 배기 정화 장치의 재생 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a regeneration control method of an exhaust purification device, and more particularly, to minimize damage to an exhaust system caused by ammonia (NH 3 ) that may be caused by injection of a reducing agent such as a urea solution, reducing agent injection amount and A regeneration control method of an exhaust purification apparatus for improving the durability of the exhaust purification apparatus, which changes and controls a regeneration entry point according to an exhaust temperature condition after a reducing agent is injected.

Description

배기 정화 장치의 내구수명 향상을 위한 배기 정화 장치의 재생 제어 방법{REGENERATION CONTROL METHOD FOR IMPROVING DURABILITY OF EXHAUST GAS PURIFICATION SYSTEM}Regeneration control method of exhaust purification device for improving durability of exhaust purification device

본 발명은 희박 연소 조건에서 운전하고 배기 정화 장치를 구비한 내연 기관에서 배기 정화 과정 중 요소 수용액(Urea Solution)과 같은 환원제 분사에 의해 발생할 수 있는 암모니아(NH3)에 의한 배기 정화 장치의 손상을 최소화하기 위해서 환원제 분사량 및 환원제 분사 후 배기 온도 조건에 따라 재생 진입 시점을 변경 및 제어하는 배기 정화 장치의 내구수명 향상을 위한 배기 정화 장치의 재생 제어 방법에 관한 것이다.The present invention prevents damage to the exhaust purification device due to ammonia (NH 3 ), which may be caused by injection of a reducing agent such as urea solution during the exhaust purification process in an internal combustion engine operating under lean combustion conditions and equipped with an exhaust purification device. A regeneration control method of an exhaust purification apparatus for improving the durability of an exhaust purification apparatus for changing and controlling a regeneration entry point according to a reducing agent injection amount and an exhaust temperature condition after reducing agent injection in order to minimize a regeneration control method.

배기 규제가 강화됨에 따라 희박 연소 내연 기관 작동 중 발생하는 질소산화물(NOx)을 제거하기 위해 배기 정화 장치 적용이 확대되고 있다.As emission regulations are strengthened, the application of exhaust purification devices is expanding to remove nitrogen oxides (NOx) generated during the operation of lean-burn internal combustion engines.

배기 정화 장치 중에서 환원제로써 요소(Urea)를 사용하는 Urea-SCR 시스템은 연비 악화 없이 높은 질소산화물 저감 효율을 기대할 수 있어 활발하게 기술개발이 이루어지고 있다. 구체적으로 Urea-SCR 시스템은 차량 내 탑재된 요소(Urea) 수용액 분사 시스템과 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매를 이용하여 질소산화물을 정화한다. 이 과정에서 SCR 촉매의 질소산화물 정화 성능 개선을 위해 SCR 촉매에 유입되는 요소 수용액이 고르게 분포될 수 있도록 일반적으로 요소 수용액 분사 시스템 후단에 혼합기(Mixer)를 설치하며, 혼합기의 형상에 따라 질소산화물 정화 성능이 달라질 수 있다.Among exhaust purification systems, the Urea-SCR system, which uses urea as a reducing agent, can expect high nitrogen oxide reduction efficiency without deteriorating fuel economy, and technology development is being actively conducted. Specifically, the Urea-SCR system purifies nitrogen oxides by using an in-vehicle urea aqueous solution injection system and a SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst. In this process, in order to improve the nitrogen oxide purification performance of the SCR catalyst, a mixer is generally installed at the rear end of the urea aqueous solution injection system so that the urea aqueous solution flowing into the SCR catalyst can be evenly distributed, and nitrogen oxide is purified according to the shape of the mixer. Performance may vary.

혼합기에 충돌한 요소 수용액의 일부는 배출 가스가 가지고 있는 열에 의해 암모니아(NH3) 형태로 변환된다. 하지만 분사된 요소 수용액 또는 변환된 암모니아가 모두 SCR 촉매에 전달될 수는 없기에 일부는 요소 수용액 분사 장치 후단에 위치한 혼합기 또는 파이프, 캐닝 내에 남게 된다. 결과적으로 pH 12 정도 수준의 강염기성을 나타내는 암모니아가 차량 운전 중 또는 시동이 꺼진 후 장시간 제거되지 못할 경우 암모니아에 의한 배기 정화 장치의 부식이 일어날 수 있다. 결과적으로, 배기 정화 장치의 손상이 일어나게 되면, 질소산화물 정화 성능 저하 그리고 품질 악화의 원인이 될 수 있다.A part of the urea aqueous solution colliding with the mixer is converted into ammonia (NH 3 ) form by the heat of the exhaust gas. However, not all of the injected urea aqueous solution or converted ammonia can be delivered to the SCR catalyst, so some of it remains in the mixer, pipe, or canning located at the rear end of the urea aqueous solution injection device. As a result, if ammonia exhibiting a strong alkalinity of about pH 12 is not removed for a long time during vehicle operation or after the engine is turned off, corrosion of the exhaust purification device by ammonia may occur. As a result, if the exhaust purification device is damaged, it may cause deterioration in nitrogen oxide purifying performance and deterioration in quality.

이와 같이 질소산화물 정화 과정에서 발생되는 암모니아에 따른 캐닝 부식 현상을 최소화 또는 억제하기 위해서 강염기에 잘 견딜 수 있는 내부식성이 강한 재질을 사용해왔다. 하지만 이 방법은 단순히 부식을 발생하는 시간을 지연시키는 수단에 불과하여 궁극적인 해결안이 될 수 없으며, 고가의 내부식성 재질을 사용함으로써 발생하는 원가 상승의 문제도 있다.In this way, in order to minimize or suppress the canning corrosion phenomenon caused by ammonia generated in the process of purifying nitrogen oxides, materials with strong corrosion resistance that can withstand strong bases have been used. However, this method is merely a means of delaying the occurrence of corrosion and cannot be an ultimate solution, and there is also a problem of cost increase caused by using an expensive corrosion-resistant material.

미국 특허공개 제2010-0317823호US Patent Publication No. 2010-0317823

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 400℃ 이상의 고온 배출 가스 운전 조건에 노출시킨 이후 사용된 환원제의 누적 분사량과 환원제 분사 후 배출 가스 온도 조건에 따라 배기 시스템의 재생 진입 시점을 변경하여 재생 과정에서 발생하는 고온 분위기를 이용, 배기 시스템 내 남은 부식의 원인이 되는 암모니아 성분 제거하여 배기 정화 장치의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention changes the regeneration entry time of the exhaust system according to the cumulative injection amount of the used reducing agent after exposure to the high-temperature exhaust gas operating conditions of 400 ° C. or higher and the exhaust gas temperature condition after the reducing agent is injected to change the regeneration process. An object of the present invention is to provide a control method capable of improving the durability of an exhaust purification device by removing ammonia components that cause corrosion remaining in the exhaust system using a high-temperature atmosphere generated from the exhaust system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 배기 정화 장치의 재생 제어 방법은, 운전 중 배기 정화 장치에서 환원제 누적 분사량 정보, 배기 온도 정보, 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양을 검출하는 정보 검출 단계, 상기 환원제 누적 분사량 정보에 근거하여 제1 가중치를 산출하고 상기 배기 온도 정보에 근거하여 제2 가중치를 산출하는 가중치 산출 단계, 상기 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양을 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱하여 재설정한 재생 기준 값과 비교하여 재생 진입 조건을 판단하는 단계, 재생 진입 조건을 만족하면 배기 정화 장치 내에 입자상 물질(soot) 제거 또는 황산화물(S) 제거를 실시하는 재생 실행 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the regeneration control method of the exhaust purification apparatus of the present invention provides the cumulative injection amount information of the reducing agent, the exhaust temperature information, the amount of particulate matter (soot) and the amount of sulfur oxide (S) in the exhaust purification apparatus during operation. Detecting information detection step, weight calculation step of calculating a first weight based on the cumulative injection amount information of the reducing agent and calculating a second weight based on the exhaust temperature information, the amount of particulate matter (soot) and sulfur oxides (S) Determining a regeneration entry condition by comparing the amount of with a regeneration reference value reset by multiplying the first weight and the second weight, if the regeneration entry condition is satisfied, particulate matter (soot) is removed or sulfur oxides in the exhaust purification device ( S) a regeneration execution step to effect removal.

상기 정보 검출 단계에서 상기 환원제 누적 분사량(mUrea)은 하기 수식 1을 만족하는 하는 값으로, 시간 변화(dt)에 따른 환원제 분사 변화량(dmUrea)을 확인함으로써 환원제 누적 분사량을 산출한다.In the information detection step, the cumulative reducing agent injection amount (m Urea ) is a value that satisfies Equation 1 below, and the cumulative reducing agent injection amount is calculated by checking the reducing agent injection change amount (dm Urea ) according to the time change (dt).

[수식 1] [Equation 1]

상기 제1 가중치는, 상기 환원제 누적 분사량이 기설정된 환원제 누적 분사량 기준치 이상이면, 환원제 누적 분사량 mUrea에 대한 가중치는 f(mUrea)<1이고, 상기 환원제 누적 분사량이 기설정된 환원제 누적 분사량 기준치 미만이면, 환원제 누적 분사량 mUrea에 대한 가중치는 f(mUrea)=1이다.In the first weight, when the cumulative reducing agent injection amount is equal to or greater than the predetermined cumulative reducing agent injection amount reference value, the weight for the reducing agent cumulative injection amount m Urea is f(m Urea )<1, and the reducing agent cumulative injection amount is less than the preset reducing agent injection amount reference value. , the weight for the cumulative injection amount m Urea of the reducing agent is f(m Urea )=1.

상기 제2 가중치는, 상기 배기 온도 T가 400℃ 이상이면, 배기 온도 T에 대한 가중치는 f'(T)=1이고, 상기 배기 온도 T가 400℃ 미만이면, 배기 온도 T에 대한 가중치는 f'(T)<1이다. 재생 진입 조건을 판단하는 단계는 기설정된 재생 기준 값에 상기 가중치를 곱하여 재생 기준 값을 재설정하는 단계와 재설정된 재생 기준 값을 상기 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양을 각각 비교하여 재생 진입 조건을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.For the second weight, if the exhaust temperature T is 400°C or more, the weight for the exhaust temperature T is f'(T)=1, and if the exhaust temperature T is less than 400°C, the weight for the exhaust temperature T is f '(T) < 1. The step of determining the regeneration entry condition includes resetting the regeneration reference value by multiplying a predetermined regeneration reference value by the weight, and comparing the reset regeneration reference value with the amount of particulate matter (soot) and the amount of sulfur oxide (S), respectively. and determining a regeneration entry condition.

상기 재생 기준 값을 재설정하는 단계는, 입자상 물질(soot)의 양(msoot)에 대한 기 설정된 재생 기준 값(msoot, set)에 제1 가중치(f(mUrea))와 제2 가중치(f'(T))를 곱하여 제1 재생 기준 값을 재설정할 수 있고, 황산화물(S)의 양(mS)에 대한 기 설정된 재생 기준 값(mS, set)에 제1 가중치(f(mUrea))와 제2 가중치(f'(T))를 곱하여 제2 재생 기준 값을 재설정할 수 있다.The resetting of the regeneration reference value may include a first weight value (f(m Urea )) and a second weight value (m soot , set ) for the amount (m soot ) of the particulate matter (soot). The first regeneration reference value may be reset by multiplying f′(T)) , and the first weight value f( The second reproduction reference value may be reset by multiplying m Urea )) and the second weight f'(T).

상기 재생 기준 값을 재설정하는 단계에서 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값은 1보다 작거나 같은 값을 갖는 것이 바람직하다.In the step of resetting the reproduction reference value, a value obtained by multiplying the first weight by the second weight may have a value equal to or less than 1.

상기 재생 진입 조건을 판단하는 단계는, 입자상 물질(soot)의 양(msoot)이 상기 재설정된 제1 재생 기준 값 이상이거나, 황산화물(S)의 양(mS)이 상기 재설정된 제2 재생 기준 값 이상일 경우 재생 진입으로 판단할 수 있다. 상기 재생 진입 조건 판단 단계에서 만약 재생 진입 조건을 만족하지 못하면, 상기 정보 검출 단계로 되돌아가서 이하 단계를 다시 수행할 수 있다.The step of determining the regeneration entry condition may include the amount of particulate matter (soot) (m soot ) equal to or greater than the reset first regeneration reference value, or the amount (m S ) of sulfur oxide (S) of the reset second regeneration reference value. If it is equal to or greater than the regeneration reference value, it may be determined that regeneration is entered. In the reproduction entry condition determination step, if the reproduction entry condition is not satisfied, the process may return to the information detection step and perform the following steps again.

상기 재생 진입 조건을 판단하는 단계에서 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값은 1보다 작거나 같은 값인 것이 바람직하다. 상기 재생 실행 단계는, 디젤 입자상 물질 필터(Diesel Particulate Filter, 이하 'DPF'라고도 함)에서 입자상 물질 제거 또는 질소산화물 흡장 촉매(LNT)에서 황산화물 제거를 실시하기 위해 배기 정화 장치의 온도를 소정의 온도로 상승시키는 것을 특징으로 한다. 이때 재생 실행 단계에서, 배기 정화 장치의 온도를 400℃ 이상으로 상승시킬 수 있다.It is preferable that a value obtained by multiplying the first weight and the second weight in the step of determining the reproduction entry condition is equal to or less than 1. In the regeneration execution step, in order to remove particulate matter from a diesel particulate filter (hereinafter referred to as 'DPF') or remove sulfur oxides from a nitrogen oxide storage catalyst (LNT), the temperature of the exhaust purification device is set to a predetermined level. It is characterized by raising the temperature. At this time, in the regeneration execution step, the temperature of the exhaust purification device may be increased to 400°C or higher.

상기 정보 검출 단계에서 상기 배기 온도 정보는 실시간으로 측정된 배기 온도이며, 또한 상기 환원제는 요소 환원제 또는 암모니아 환원제이다.In the information detection step, the exhaust temperature information is the exhaust temperature measured in real time, and the reducing agent is a urea reducing agent or an ammonia reducing agent.

본 발명의 배기 정화 장치의 재생 제어 방법에 따르면, 종래 배기 정화 과정에서 배기 정화 장치의 부식 현상을 최소화 하기 위해 별도의 고가의 내부식성 소재를 적용하는 것이 아니라, 부식 현상의 원인이 되는 암모니아(NH3)가 적절하게 제거될 수 있도록 환원제 분사량과 환원제 분사 후 배기 온도 조건에 따라 재생 진입 시점을 변경 및 제어함으로써 암모니아(NH3)에 의한 배기 정화 장치의 손상을 최소화할 수 있는 이점이 있다.According to the regeneration control method of the exhaust purification device of the present invention, ammonia (NH 3 ) has the advantage of minimizing damage to the exhaust purification device caused by ammonia (NH 3 ) by changing and controlling the regeneration entry point according to the amount of the reducing agent injection and the exhaust temperature conditions after the reducing agent injection so that the exhaust gas can be properly removed.

도 1은 배기 정화 장치의 재생 제어 장치의 구성도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 배기 정화 장치의 재생 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 배기 정화 장치의 재생 제어 방법을 나타낸 상세 순서도이다.
1 shows a configuration diagram of a regeneration control device of an exhaust purification system.
2 is a flow chart showing a regeneration control method of the exhaust purification device of the present invention.
3 is a detailed flowchart illustrating a regeneration control method of an exhaust purification apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 배기 정화 장치의 재생 제어 방법을 첨부된 도면을 참조로 하여 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 이는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 변형 및 변경하여 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 바에 한정되지 않는다.Hereinafter, a preferred embodiment of a regeneration control method of an exhaust purification device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but this is an example and various modifications and changes may be made by those skilled in the art to which the present invention belongs. Since it can be implemented by doing, it is not limited to what is described herein.

한편, 본 명세서에서 사용되는 “포함한다” 또는 “첨가한다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또한 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.On the other hand, terms such as “include” or “add” used in this specification should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or It should be construed that some steps may not be included and may further include additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 '제1' 및 '제2' 등의 용어는 지칭하는 대상이나 구성 요소를 구분하기 위하여 사용된 것이므로, 일정한 순서나 중요도 등을 특정하기 위해 제한해석 되지 않는다.In addition, in this specification, terms such as 'first' and 'second' are used to distinguish the objects or components to be referred to, and are not construed as limiting to specify a certain order or importance.

또한, 설명되는 각 단계의 반복 횟수, 공정 조건 등은 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.In addition, the number of repetitions of each step to be described, process conditions, etc. are not particularly limited as long as they do not deviate from the object of the present invention.

또한, 별도로 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 것이다.In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, are the same as those commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

도 1은 배기 정화 장치의 구성도를 간략하게 나타낸 것으로, 이와 같은 배기 정화 장치는 엔진의 배기 측에 설치된다.1 schematically shows the configuration of an exhaust purification device, and such an exhaust purification device is installed on the exhaust side of an engine.

도 1에 도시된 바와 같이 배기 정화 장치는 전단부에 질소산화물 제거 촉매(Lean NOx Trap, LNT)(10)와 배기 중 포함된 입자상 물질을 포집하였다가 배기 열에 의해 연소시키는 디젤 입자상 물질 필터(DPF)(20)가 설치되고, 후단부에는 배기 중에 포함된 질소산화물을 촉매와 요소 수용액 또는 암모니아를 이용하여 질소로 환원시켜 주는 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매(40)가 설치된다.As shown in FIG. 1, the exhaust purification device includes a nitrogen oxide removal catalyst (Lean NOx Trap, LNT) 10 at the front end and a diesel particulate matter filter (DPF) that collects particulate matter contained in exhaust and burns them by exhaust heat. ) 20 is installed, and an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst 40 is installed at the rear end to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust to nitrogen using a catalyst and urea aqueous solution or ammonia.

전단부에 설치된 질소산화물 제거 촉매(10)는 탄화수소, 수소 일산화 탄소 등과 같은 환원제를 공급하여 질소산화물(NOx)과 반응시켜 질소산화물을 제거하며, 디젤 입자상 물질 필터(20) 후단부의 SCR 촉매 장치(40)는 환원제 분사(30)하여 전단부에서 정화되지 못한 질소산화물을 암모니아와 반응, 환원시킨다.The nitrogen oxide removal catalyst 10 installed at the front part supplies reducing agents such as hydrocarbons, hydrogen monoxide, etc. to react with nitrogen oxides (NOx) to remove nitrogen oxides, and the SCR catalyst device at the rear end of the diesel particulate matter filter 20 ( 40) reacts and reduces the nitrogen oxides that have not been purified at the front end by injecting the reducing agent (30) with ammonia.

본 발명은 이와 같이 구성된 내연 기관 배기 측에 설치된 배기 정화 장치에서 배기 정화 과정에서 생성되어 장치 내에 잔류하는 암모니아(NH3)를, 분사된 환원제의 누적 분사량과 환원제 분사 후 배기 온도 조건에 따라 배기 정화 장치의 재생 진입 시점을 조정하여 배기 정화 장치 내부의 온도를 400℃ 이상 상승시킴으로써 제거할 수 있다.In the exhaust purification device installed on the exhaust side of the internal combustion engine configured as above, the present invention purifies ammonia (NH 3 ) generated in the exhaust purification process and remaining in the device according to the cumulative injection amount of the injected reducing agent and the exhaust temperature condition after the reducing agent is injected. It can be removed by raising the temperature inside the exhaust purification device to 400° C. or more by adjusting the regeneration entry point of the device.

상기 '환원제'는 SCR 촉매 장치에서 질소산화물을 제거하기 위해 분사되는 환원제를 의미하며, 이러한 환원제로는 요소(Urea) 환원제 또는 암모니아 환원제를 사용할 수 있다.The 'reducing agent' refers to a reducing agent injected to remove nitrogen oxides from the SCR catalyst device, and a urea reducing agent or an ammonia reducing agent may be used as the reducing agent.

도 2 및 도 3은 본 발명의 배기 정화 장치의 재생 제어 방법을 나타내는 순서도이다.2 and 3 are flowcharts showing a regeneration control method of the exhaust purification apparatus of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 배기 정화 장치의 재생 제어 방법은, 일반 운전 조건 중 정보 검출 단계(S100), 가중치 산출 단계(S200), 재생 진입 조건 판단 단계(S300), 재생 진입 조건을 만족하면 재생을 수행하는 재생 실행 단계(S400), 그리고 재생 완료 단계(S500)로 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the regeneration control method of the exhaust purification apparatus of the present invention includes information detection step (S100), weight calculation step (S200), regeneration entry condition determination step (S300) among general operating conditions, regeneration control method It may be composed of a reproduction execution step (S400) of performing reproduction when the entry condition is satisfied, and a reproduction completion step (S500).

구체적으로 상기 정보 검출 단계(S100)에서는 이후 재생 제어 방법에서 재생 진입 여부를 판단하는데 필요한 정보를 검출하는 단계로 배기 정화 장치 내부에 구비된 검출 센서를 통해 운전 중 배기 정화 장치의 환원제 누적 분사량 정보, 배기 온도 정보, 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양을 검출할 수 있다.Specifically, in the information detection step (S100), information necessary for determining whether or not regeneration is entered in a subsequent regeneration control method is detected, and through a detection sensor provided inside the exhaust purification device, reduction agent cumulative injection amount information of the exhaust purification device during operation, Exhaust temperature information, amount of particulate matter (soot) and amount of sulfur oxide (S) can be detected.

상기 검출 센서로는 배기 정화 장치 내부의 온도를 검출하는 온도 센서로 엔진으로부터 배출되는 배기 온도를 검출하는 배기온도 센서, 질소산화물 제거 촉매(LNT)와 디젤 입자상 물질 필터(DPF)의 내부 온도를 검출하는 내부 온도 센서를 포함할 수 있다.The detection sensor includes an exhaust temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the engine, an exhaust temperature sensor for detecting the temperature inside the exhaust purifying device, and detecting the internal temperature of the nitrogen oxide removal catalyst (LNT) and the diesel particulate matter filter (DPF). It may include an internal temperature sensor that

또한, 질소산화물 제거 촉매(LNT)에는 질소산화물(NOx) 농도를 검출하는 검출 센서가 구비되어 있고, 또한 황산화물(S)의 농도를 검출할 수 있는 검출 센서와 질소산화물(NOx)과 황산화물(S)의 양을 측정할 수 있는 무게센서가 구비되고, 디젤 입자상 물질 필터(DPF)에는 배기에 포함된 입자상 물질(Particulate Material, PM)을 포집하고, 이러한 입자상 물질의 양을 검출하는 PM센서가 구비되며, 또한, SCR 촉매에는 환원제 분사 노즐을 통해 분사되는 환원제의 누적 분사량을 측정할 수 있는 환원제 검출 센서가 구비되어, 이와 같은 배기 정화 장치 내부에 구비된 센서들을 통해 재생 진입 여부를 판단하는데 필요한 정보를 검출하게 된다. 여기서 제시된 검출 센서는 단지 예시일 뿐이며, 필요에 따라 다른 센서로 변경하거나 모델을 통해 정보를 검출할 수 있다.In addition, the nitrogen oxide removal catalyst (LNT) is provided with a detection sensor for detecting the concentration of nitrogen oxides (NOx), and a detection sensor capable of detecting the concentration of sulfur oxides (S) and nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides. A weight sensor capable of measuring the amount of (S) is provided, the diesel particulate matter filter (DPF) collects particulate material (PM) contained in the exhaust, and a PM sensor detects the amount of such particulate matter. In addition, the SCR catalyst is provided with a reducing agent detection sensor capable of measuring the cumulative injection amount of the reducing agent injected through the reducing agent injection nozzle, and determines whether regeneration is entered through the sensors provided inside the exhaust purification device. You will find the information you need. The detection sensor presented here is just an example, and may be changed to another sensor or detect information through a model as needed.

상기 정보 검출 단계에서 검출된 환원제 누적 분사량(mUrea)은 하기 수식 1에 따라 산출되는 값으로, 수식 1에 제시된 바와 같이 환원제 분사 변화량(dmUrea)을 환원제 분사 시간에 따라 수치 적분하여 산출된 것으로 시간 변화(dt)에 따른 환원제 분사 변화량(dmUrea)을 확인함으로써 환원제 누적 분사량을 산출할 수 있다.The accumulated reducing agent injection amount (m Urea ) detected in the information detection step is a value calculated according to Equation 1 below, and as shown in Equation 1, it is calculated by numerically integrating the reducing agent injection change amount (dm Urea ) according to the reducing agent injection time. The cumulative injection amount of the reducing agent may be calculated by checking the amount of change in injection of the reducing agent (dm Urea ) according to the change in time (dt).

[수식 1][Formula 1]

본 명세서에서 '환원제 누적 분사량'이란 400℃ 이상의 고온 배기 노출 후 사용된 환원제의 양을 의미한다. 여기서 400℃ 이상의 고온 배기 노출 후라고 언급한 이유는 배기 정화 장치를 부식시키는 암모니아(NH3)가 400℃ 이상의 고온의 배기 조건에서 약 3분 이상으로 노출되었을 경우 모두 제거될 수 있기 때문이다.In this specification, the 'cumulative injection amount of reducing agent' means the amount of reducing agent used after exposure to high-temperature exhaust over 400 °C. The reason why it is mentioned here after exposure to high-temperature exhaust of 400°C or higher is that ammonia (NH 3 ), which corrodes the exhaust purification device, can be all removed when exposed to high-temperature exhaust conditions of 400°C or higher for about 3 minutes or more.

그 다음 가중치 산출 단계(S200)는 배기 정화 장치의 재생 실행 여부를 판단하기 위해 재생 진입 조건 기준을 변경하기 위한 가중치를 산출하는 단계이며, 여기서 산출되는 가중치는 가중치 함수에 의해 상기 정보 검출 단계(S100)에서 측정된 상기 환원제 누적 분사량 정보에 근거하여 제1 가중치를 산출하고, 상기 배기 온도 정보에 근거하여 제2 가중치를 가중치 값을 산출할 수 있다.The next weight calculation step (S200) is a step of calculating weights for changing the regeneration entry condition standard to determine whether or not regeneration of the exhaust purification device is executed, and the weights calculated here are the information detection step (S100) by a weight function. ), a first weight value may be calculated based on the cumulative injection amount information of the reducing agent measured in ), and a second weight value may be calculated based on the exhaust temperature information.

본 발명의 재생 제어 방법에서 사용되는 가중치는 환원제 누적 분사량에 대한 가중치를 제1 가중치라 하고, 배기 온도에 따른 가중치를 제2 가중치라 명명하였다.As for the weight used in the regeneration control method of the present invention, the weight for the cumulative injection amount of the reducing agent is referred to as a first weight, and the weight according to the exhaust temperature is referred to as a second weight.

구체적으로 상기 제1 가중치는 상기 환원제 누적 분사량이 기설정된 환원제 누적 분사량 기준치 이상이면, 환원제 누적 분사량 mUrea에 대한 가중치 f(mUrea)는 1 미만의 값을 가지며, 상기 환원제 누적 분사량이 기설정된 환원제 누적 분사량 기준치 미만이면, 환원제 누적 분사량 mUrea에 대한 가중치 f(mUrea)는 1이다.Specifically, for the first weight, when the cumulative injection amount of the reducing agent is equal to or greater than the reference value for the cumulative injection amount of the reducing agent, the weight f (m Urea ) for the cumulative injection amount of the reducing agent m Urea has a value of less than 1, and the cumulative injection amount of the reducing agent has a preset cumulative injection amount of the reducing agent. If the cumulative injection amount is less than the reference value, the weight f(m Urea ) for the cumulative injection amount m Urea of the reducing agent is 1.

또한 배기 온도에 따른 가중치인 제2 가중치는 측정된 배기 정화 장치 내부의 배기 온도 T가 400℃ 이상이면 배기 온도 T에 대한 가중치 f'(T)는 1이며, 상기 배기 온도 T가 400℃ 미만이면 배기 온도 T에 대한 가중치 f'(T)는 1 미만의 값을 갖는다.In addition, the second weight, which is a weight according to the exhaust temperature, has a weight f'(T) for the exhaust temperature T of 1 when the measured exhaust temperature T inside the exhaust purification device is 400°C or more, and when the exhaust temperature T is less than 400°C. The weight f'(T) for the exhaust temperature T has a value less than 1.

본 명세서에서 제2 가중치를 나타내는 함수 f'(T)는 상기 제1 가중치를 나타내는 함수 f(mUrea)와 구분하기 위한 새로운 함수를 나타낸 것이며, 제1 가중치 함수와 관련하여 제1 가중치 함수의 역함수를 나타내는 것은 아님을 주의하여야 한다.In this specification, the function f'(T) representing the second weight represents a new function for distinguishing from the function f (m Urea ) representing the first weight, and is an inverse function of the first weight function in relation to the first weight function. It should be noted that it does not represent

재생 진입 조건 판단 단계(S300)는 상기 정보 검출 단계(S100)에서 측정된 상기 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양에 기초하여 상기 재생 진입 조건 값을 비교하여 재생 진입 여부를 판단하는 단계로서, 상기 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양을 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱하여 재설정한 재생 기준 값과 비교하여 재생 진입 여부를 판단할 수 있다.The regeneration entry condition determination step (S300) compares the regeneration entry condition value based on the amount of the particulate matter (soot) and the amount of sulfur oxide (S) measured in the information detection step (S100) to determine whether regeneration is entered. In the step of doing so, it is possible to determine whether or not to enter regeneration by comparing the amount of particulate matter (soot) and the amount of sulfur oxide (S) with a regeneration reference value reset by multiplying the first weight and the second weight.

재생 진입 조건 판단 단계(S300)는 기설정된 재생 기준 값에 상기 가중치를 곱하여 재생 기준 값을 재설정하는 단계, 및 재설정된 재생 기준 값을 상기 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양 각각에 비교하여 재생 진행 조건을 판단하는 단계를 포함하여 재생 진입 여부를 판단할 수 있다.In the step of determining a regeneration entry condition (S300), a regeneration reference value is reset by multiplying a predetermined regeneration reference value by the weight, and the amount of the particulate matter (soot) and the amount of sulfur oxide (S) are respectively determined by setting the reset regeneration reference value. It is possible to determine whether or not to enter reproduction, including the step of determining a reproduction proceeding condition by comparing to .

상기 재생 기준 값을 재설정하는 단계는 재생 진입 여부를 판단하기 위해 기 설정된 재생 기준 값을 산출된 제1 가중치와 제2 가중치를 이용하여 재생 진행 기준 값을 재설정하는 단계로 입자상 물질의 양(msoot)에 대한 기설정된 재생 기준 값(msoot, set)에 제1 가중치(f(mUrea))와 제2 가중치(f'(T))를 곱하여 제1 재생 기준 값을 재설정할 수 있고, 황산화물(S)의 양(mS)에 대한 기 설정된 재생 기준 값(mS, set)에 제1 가중치(f(mUrea))와 제2 가중치(f'(T))를 곱하여 제2 재생 기준 값을 재설정할 수 있다.The resetting of the regeneration reference value is a step of resetting the regeneration progress reference value using the first weight and the second weight calculated from the preset regeneration reference value to determine whether or not to enter regeneration, and the amount of particulate matter (m soot The first regeneration reference value may be reset by multiplying the first regeneration reference value (m soot , set ) for ) by the first weight (f(m Urea )) and the second weight (f'(T)), and sulfuric acid Second reproduction by multiplying a first weight value (f(m Urea )) and a second weight value (f'(T)) by a preset reproduction reference value (m S , set ) for the amount ( m S ) of the cargo (S). The reference value can be reset.

이때, 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값은 1보다 작거나 같은 값을 갖는 것이 바람직하다.In this case, a value obtained by multiplying the first weight by the second weight may be less than or equal to 1.

즉, 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값은 1이하의 값을 가짐으로써, 재생 진행을 판단하는 기준 값을 기설정된 기준 값보다 작게 설정할 수 있으므로 측정된 환원제의 누적 분사량과 배기 온도의 변화에 따라 재생 진입 조건을 빠르게 도달하도록 만들 수 있다.That is, since the value obtained by multiplying the first weight by the second weight has a value of 1 or less, the reference value for determining the progress of regeneration can be set to be smaller than the preset reference value. Depending on the change, the regeneration entry condition can be made to be reached quickly.

이렇게 재 설정된 기준 값을 토대로 하여 입자상 물질의 양(msoot)이 상기 재설정된 제1 재생 기준 값 이상이거나, 황산화물(S)의 양(mS)이 상기 재설정된 제2 재생 기준 값 이상인 경우, 재생을 실행 할 수 있다.Based on the reset reference value, the amount of particulate matter (m soot ) is greater than the reset first regeneration reference value or the amount of sulfur oxide (S) (m S ) is greater than the reset second regeneration reference value. , playback can be performed.

만약 상기 재생 진입 조건 판단 단계(S300)에서 상기 재생 기준 값을 만족하지 못하면, 다시 상기 정보 검출 단계로 되돌아가서 이하 단계를 수행한다.If the reproduction reference value is not satisfied in the reproduction entry condition determination step (S300), the process returns to the information detection step and the following steps are performed.

도 2에 나타낸 바와 같이 상기 재생 진입 조건 판단 단계(S300)에서 제1 재생 기준 값 및 제2 재생 기준 값과 비교하여 재생 진입 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 재생을 실시한다(S400).As shown in FIG. 2 , in the regeneration entry condition determination step (S300), when it is determined that the regeneration entry condition is satisfied after comparing the first regeneration reference value and the second regeneration reference value, regeneration is performed (S400).

상기 재생 실행 단계(S400)에서는 배기 정화 장치 내에 디젤 입자상 물질 필터(DPF)에서 입자상 물질을 제거하거나 질소산화물 흡장 촉매(LNT)에서 황산화물(S) 제거 과정을 진행한다.In the regeneration execution step (S400), particulate matter is removed from the diesel particulate matter filter (DPF) in the exhaust purification device or sulfur oxide (S) is removed from the nitrogen oxide storage catalyst (LNT).

이러한 재생 실행 과정에서는 디젤 입자상 물질 필터(DPF)에 포집된 입자상 물질(PM)을 연소시키기 위해 배기 온도를 상승시키게 된다.In this regeneration process, the exhaust temperature is increased to burn the particulate matter (PM) collected in the diesel particulate matter filter (DPF).

또는 질소산화물 제거 촉매(LNT)에서는 질소산화물(NOx) 포집과 황산화물(S)을 동시에 포집하는데, 이렇게 포집된 황산화물은 질소산화물의 흡착을 방해하여 질소산화물 제거 촉매(LNT)의 질소산화물 정화 성능을 저하시키므로, 포집된 황산화물(S)을 질소산화물 제거 촉매(LNT)에서 제거가 필요하며 이를 위해 질소산화물 제거 촉매(LNT)의 탈황이 실시되며, 질소산화물 제거 촉매(LNT)에서 포집된 황산화물(S)을 배기를 가열하고 배출 가스 분위기를 농후하게 만듦으로써 질소산화물 제거 촉매(LNT)의 탈황이 실행될 수 있다.Alternatively, the nitrogen oxide removal catalyst (LNT) collects nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (S) at the same time. Since it deteriorates the performance, the collected sulfur oxides (S) need to be removed by the nitrogen oxide removal catalyst (LNT). For this, desulfurization of the nitrogen oxide removal catalyst (LNT) is performed, and Desulfurization of the nitrogen oxide removal catalyst (LNT) can be carried out by heating the exhaust gas with sulfur oxides (S) and enriching the exhaust gas atmosphere.

배기 정화 장치 재생을 실시하기 위해 배기 온도를 400℃ 이상의 고온으로 상승시킬 수 있다.Exhaust temperature can be raised to a high temperature of 400° C. or higher to perform exhaust purification device regeneration.

재생 실행 단계(S400)에서 배기 온도가 400℃ 이상의 고온을 유지하게 되면, 배기 정화 장치 내에 남은 암모니아(NH3) 성분이 대부분 제거되며, 궁극적으로 배기 정화 장치의 내구를 향상시킬 수 있다.When the exhaust temperature is maintained at a high temperature of 400° C. or more in the regeneration execution step (S400), most of the ammonia (NH 3 ) component remaining in the exhaust purifying device is removed, ultimately improving the durability of the exhaust purifying device.

본 명세서에서 설명하는 재생 과정은 재생 요건을 만족하게 될 때, 전자제어장치(Electronic control unit, 이하 'ECU'라고도 함)가 운전자의 조작 없이 자동으로 진행하는 재생 과정을 의미한다.The regeneration process described herein refers to a regeneration process in which an electronic control unit (hereinafter referred to as 'ECU') automatically proceeds without a driver's manipulation when a regeneration requirement is satisfied.

한편, 상기 디젤 입자상 물질 필터(DPF)와 질소산화물 제거 촉매(LNT)의 재생 과정에서는 배기를 농후한 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, in the process of regenerating the diesel particulate matter filter (DPF) and the nitrogen oxide removal catalyst (LNT), the exhaust gas may be maintained in a rich state.

재생 완료 단계(S500)는 상기 재생 실행 단계(S400) 이후 배기 정화 장치의 기존 재생 완료 조건이 만족되면 디젤 입자상 물질 필터(DPF)와 질소산화물 제거 촉매(LNT)에서 진행되었던 입자상 물질(soot) 제거 또는 황산화물(S) 제거 과정을 종료하고, 다시 상기 정보 검출 단계로 되돌아가는 단계이다.In the regeneration completion step (S500), when the existing regeneration completion condition of the exhaust purification device is satisfied after the regeneration execution step (S400), particulate matter (soot) that has been progressed in the diesel particulate matter filter (DPF) and the nitrogen oxide removal catalyst (LNT) is removed. Alternatively, it is a step of ending the sulfur oxide (S) removal process and returning to the information detection step again.

상술한 바와 같이, 본 발명의 배기 정화 장치의 재생 제어 방법은, 배기 정화 장치에서 측정되는 환원제 누적 분사량과 배기 온도에 따라 재생 과정을 진행을 판단하는 재생 기준 값을 가중치를 적용하여 조절함으로써 배기 정화 장치의 재생 실시 시기를 조절할 수 있다.As described above, the regeneration control method of the exhaust purification apparatus of the present invention is exhaust purification by adjusting the regeneration reference value for determining the progress of the regeneration process according to the cumulative injection amount of the reducing agent and the exhaust temperature measured in the exhaust purification apparatus by applying a weight. It is possible to control when the device performs regeneration.

따라서, 환원제 분사량과 환원제 분사 후 배기 온도 조건에 따라 재생 진입 시점을 변경 및 제어하는 방법으로써, 배기 정화 장치 내부에 잔류하여 배기 정화 장치의 부식 현상의 원인이 되는 암모니아(NH3)를 효율적으로 제거할 수 있어 암모니아(NH3)에 의한 배기 정화 장치의 손상을 최소화할 수 있다.Therefore, as a method of changing and controlling the regeneration entry point according to the amount of reducing agent injection and the exhaust temperature condition after injection of the reducing agent, ammonia (NH 3 ) remaining inside the exhaust purification device and causing corrosion of the exhaust purification device is efficiently removed. Therefore, damage to the exhaust purification device caused by ammonia (NH 3 ) can be minimized.

10 : 질소산화물 제거 촉매
20 : 디젤 입자상 물질 필터
30 : 환원제 분사 장치
40 : SCR 촉매
110 : 전단 람다센서
120 : 후단 람다센서
130 : 전단 질소산화물(NOx) 센서
140 : 후단 질소산화물(NOx) 센서
150 : PM 센서
10: nitrogen oxide removal catalyst
20: diesel particulate matter filter
30: reducing agent injection device
40: SCR catalyst
110: front end lambda sensor
120: rear lambda sensor
130: front end nitrogen oxide (NOx) sensor
140: rear nitrogen oxide (NOx) sensor
150: PM sensor

Claims (14)

배기 정화 장치의 재생 제어 방법으로서,
운전 중 배기 정화 장치의 환원제 누적 분사량 정보, 배기 온도 정보, 입자상 물질의 양과 황산화물의 양을 검출하는 정보 검출 단계;
상기 환원제 누적 분사량 정보에 근거하여 제1 가중치를 산출하고, 상기 배기 온도 정보에 근거하여 제2 가중치를 산출하는 가중치 산출 단계;
상기 입자상 물질의 양과 황산화물의 양을 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱하여 재설정한 재생 기준 값과 비교하여 재생 진입 조건을 판단하는 단계;
재생 진입 조건을 만족하면, 배기 정화 장치 내에 입자상 물질 제거 또는 황산화물 제거 과정을 진행하는 재생 실행 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
As a regeneration control method of an exhaust purification device,
an information detection step of detecting cumulative injection amount information of a reducing agent, exhaust temperature information, amount of particulate matter and amount of sulfur oxides of the exhaust purification system during operation;
a weight calculation step of calculating a first weight based on the cumulative injection amount information of the reducing agent and calculating a second weight based on the exhaust temperature information;
determining a regeneration entry condition by comparing the amount of particulate matter and the amount of sulfur oxide with a regeneration reference value reset by multiplying the first weight and the second weight;
A regeneration control method of an exhaust purification apparatus comprising: a regeneration execution step of performing a particulate matter removal or sulfur oxide removal process in the exhaust purification apparatus when a regeneration entry condition is satisfied.
제1항에 있어서,
상기 환원제 누적 분사량(mUrea)은 하기 수식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
[수식 1]
According to claim 1,
The regeneration control method of the exhaust purification device, characterized in that the cumulative injection amount of the reducing agent (m Urea ) satisfies Equation 1 below.
[Formula 1]
제1항에 있어서,
상기 제1 가중치는,
상기 환원제 누적 분사량이 기설정된 환원제 누적 분사량 기준치 이상이면, 환원제 누적 분사량 mUrea에 대한 가중치는 f(mUrea)<1이고,
상기 환원제 누적 분사량이 기설정된 환원제 누적 분사량 기준치 미만이면, 환원제 누적 분사량 mUrea에 대한 가중치는 f(mUrea)=1인 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The first weight is,
If the cumulative injection amount of the reducing agent is equal to or greater than the preset cumulative injection amount of the reducing agent, the weight for the cumulative injection amount m Urea of the reducing agent is f(m Urea )<1,
If the cumulative reducing agent injection amount is less than a predetermined cumulative reducing agent injection amount reference value, the weight for the cumulative reducing agent injection amount m Urea is f(m Urea )=1.
제1항에 있어서,
상기 제2 가중치는,
상기 배기 온도가 400℃ 이상이면, 배기 온도 T에 대한 가중치는 f'(T)=1이고,
상기 배기 온도가 400℃ 미만이면, 배기 온도 T에 대한 가중치는 f'(T)<1인 것을 특징으로 하는 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The second weight is,
When the exhaust temperature is 400° C. or higher, the weight for the exhaust temperature T is f′(T)=1,
If the exhaust temperature is less than 400 ° C, the weight for the exhaust temperature T is f' (T) < 1.
제1항에 있어서,
상기 재생 진입 조건을 판단하는 단계는,
기설정된 재생 기준 값에 상기 가중치를 곱하여 재생 기준 값을 재설정하는단계; 및
재설정된 재생 기준 값을 상기 입자상 물질(soot)의 양과 황산화물(S)의 양을 각각 비교하여 재생 진입 조건을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The step of determining the regeneration entry condition,
resetting a reproduction reference value by multiplying a preset reproduction reference value by the weight; and
A method for controlling regeneration of an exhaust purification apparatus comprising: comparing the reset regeneration reference value with the amount of particulate matter (soot) and the amount of sulfur oxides (S), respectively, to determine a regeneration starting condition.
제5항에 있어서,
상기 재생 기준 값을 재설정하는 단계는,
입자상 물질(soot)의 양(msoot)에 대한 기 설정된 재생 기준 값(msoot , set)에 제1 가중치(f(mUrea))와 제2 가중치(f'(T))를 곱하여 제1 재생 기준 값을 재설정하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 5,
The step of resetting the regeneration reference value,
A first weight value (f(m Urea )) and a second weight value ( f'(T)) are multiplied by a predetermined regeneration reference value (m soot , set ) for the amount (m soot ) of the particulate matter (soot). A regeneration control method of an exhaust purification device, characterized in that the regeneration reference value is reset.
제5항에 있어서,
상기 재생 기준 값을 재설정하는 단계는,
황산화물의 양(mS)에 대한 기 설정된 재생 기준 값(mS , set)에 제1 가중치(f(mUrea))와 제2 가중치(f'(T))를 곱하여 제2 재생 기준 값을 재설정하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 5,
The step of resetting the regeneration reference value,
A second regeneration reference value obtained by multiplying the first regeneration reference value (m S , set ) for the amount of sulfur oxide (m S ) by the first weight value (f(m Urea )) and the second weight value (f'(T)). Regeneration control method of an exhaust purification device, characterized in that for resetting.
제1항에 있어서,
상기 재생 진입 조건을 판단하는 단계는,
입자상 물질의 양(msoot)이 상기 재설정된 제1 재생 기준 값 이상이거나, 황산화물의 양(mS)이 상기 재설정된 제2 재생 기준 값 이상일 경우 재생 진입으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The step of determining the regeneration entry condition,
Exhaust purification characterized in that it is determined that regeneration is entered when the amount of particulate matter (m soot ) is greater than the reset first regeneration reference value or the amount of sulfur oxides (m S ) is greater than the reset second regeneration reference value. How to control the device's playback.
제1항에 있어서,
상기 재생 진입 조건을 판단 단계에서 재생 진입 조건을 만족하지 못하면, 상기 정보 검출 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
and returning to the information detection step when the regeneration entry condition is not satisfied in the step of determining the regeneration entry condition.
제1항에 있어서,
상기 재생 진입 조건을 판단하는 단계에서 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값은 1보다 작거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The regeneration control method of the exhaust purification apparatus, characterized in that in the step of determining the regeneration entry condition, a value obtained by multiplying the first weight and the second weight is a value less than or equal to 1.
제1항에 있어서,
상기 재생 실행 단계는,
디젤 입자상 물질 필터(Diesel Particulate Filter)에서 입자상 물질 제거 또는 질소산화물 흡장 촉매(LNT)에서 황산화물 제거를 실시하여 배기 정화 장치의 온도를 소정의 온도로 상승시키는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The replay execution step,
Regeneration control of an exhaust purification system characterized in that the temperature of the exhaust purification system is raised to a predetermined temperature by removing particulate matter from a diesel particulate filter or removing sulfur oxides from a nitrogen oxide storage catalyst (LNT). method.
제1항에 있어서,
상기 재생 실행 단계는,
배기 정화 장치의 온도를 400℃ 이상으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The replay execution step,
A method for controlling regeneration of an exhaust purification device, characterized in that the temperature of the exhaust purification device is raised to 400° C. or higher.
제1항에 있어서,
상기 정보 검출 단계에서 상기 배기 온도 정보는 실시간으로 측정된 배기 온도인 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
In the information detection step, the exhaust temperature information is the exhaust temperature measured in real time.
제1항에 있어서,
상기 환원제는 요소 환원제 또는 암모니아 환원제인 것을 특징으로 하는 배기 정화 장치의 재생 제어 방법.
According to claim 1,
The regeneration control method of the exhaust purification device, characterized in that the reducing agent is a urea reducing agent or an ammonia reducing agent.
KR1020180162020A 2018-12-14 2018-12-14 Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system KR102563490B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180162020A KR102563490B1 (en) 2018-12-14 2018-12-14 Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180162020A KR102563490B1 (en) 2018-12-14 2018-12-14 Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200073635A KR20200073635A (en) 2020-06-24
KR102563490B1 true KR102563490B1 (en) 2023-08-04

Family

ID=71408040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180162020A KR102563490B1 (en) 2018-12-14 2018-12-14 Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102563490B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3922107B2 (en) 2002-06-14 2007-05-30 株式会社デンソー Exhaust gas purification device for internal combustion engine
KR101807054B1 (en) 2016-09-05 2017-12-08 현대자동차 주식회사 Apparatus of purifying exhaust gas and desulfurization method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101180946B1 (en) * 2010-06-30 2012-09-07 현대자동차주식회사 Exhaust gas post processing system and method thereof
KR102301890B1 (en) * 2017-04-03 2021-09-13 현대자동차주식회사 Method for controlling the regeneration of scr on diesel particular filter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3922107B2 (en) 2002-06-14 2007-05-30 株式会社デンソー Exhaust gas purification device for internal combustion engine
KR101807054B1 (en) 2016-09-05 2017-12-08 현대자동차 주식회사 Apparatus of purifying exhaust gas and desulfurization method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200073635A (en) 2020-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8307633B2 (en) Engine exhaust gas purification apparatus enabling accurate judgement of appropriate time for terminating NOx catalyst regeneration procedure
US8726641B2 (en) Method for controlling injection of diesel exhaust fluid into an exhaust pipe of an internal combustion engine
US9970344B2 (en) Method of evaluating a soot quantity accumulated in a selective catalytic reduction washcoated particulate filter (SDPF)
US8720190B2 (en) Method for predicting SOx stored at DeNOx catalyst and exhaust system using the same
EP2559876B1 (en) Exhaust gas purification device, and control method for exhaust gas purification device
KR101637758B1 (en) A fault diagnosis method of scr system and an apparatus thereof
JP2014202126A (en) Deterioration determination method of nox occlusion reduction type catalyst in exhaust gas aftertreatment device
US10100701B2 (en) Method for the diagnosis of an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine
CN110273737B (en) Thermal failure fault-tolerant control method and device for catalyst of diesel engine aftertreatment system
US8682595B2 (en) Method to estimate NO2 concentration in an exhaust gas of an internal combustion engine
JP6973195B2 (en) Exhaust purification device, vehicle and exhaust purification control device
JP7206756B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
KR100980875B1 (en) Exhaust post processing apparatus of diesel engine and regeneration method thereof
KR102518593B1 (en) CORRECTION METHOD OF NOx PURIFYING EFFICIENCY OF SDPF
CN110546353B (en) Filter regeneration control device and filter regeneration control method
RU2604656C2 (en) Optimized control over selective catalytic reduction catalyst (scr) by means of particles filter-trap periodic regeneration
KR102563490B1 (en) Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system
KR102072193B1 (en) Exhaust gas treatment system comprising a catalytic particulate filter, and corresponding method
CN107407175B (en) Exhaust gas purification system and catalyst regeneration method
KR102417384B1 (en) Control method for exhaust gas recirculation
JP7106923B2 (en) Engine exhaust gas state estimation method, catalyst abnormality determination method, and engine catalyst abnormality determination device
JP7106922B2 (en) Engine exhaust gas state estimation method, catalyst abnormality determination method, and engine catalyst abnormality determination device
JP7159584B2 (en) Engine exhaust gas state estimation method, catalyst abnormality determination method, and engine catalyst abnormality determination device
JP2017218985A (en) Control device of internal combustion engine system and internal combustion engine system
KR102440666B1 (en) Exhaust gas treating method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant