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KR20190030901A - Exhaust gas purification device and method of calculating hydrocarbon poisoning amount in sdpf - Google Patents

Exhaust gas purification device and method of calculating hydrocarbon poisoning amount in sdpf Download PDF

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KR20190030901A
KR20190030901A KR1020170118482A KR20170118482A KR20190030901A KR 20190030901 A KR20190030901 A KR 20190030901A KR 1020170118482 A KR1020170118482 A KR 1020170118482A KR 20170118482 A KR20170118482 A KR 20170118482A KR 20190030901 A KR20190030901 A KR 20190030901A
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KR
South Korea
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sdpf
amount
calculating
lnt
flow rate
Prior art date
Application number
KR1020170118482A
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Korean (ko)
Inventor
이진하
주기형
박진우
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Publication date
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Abstract

A method for calculating hydrocarbon (HC) poisoning amount in an SDPF (diesel particle filter with SCR coating) according to one embodiment of the present invention calculates the HC poisoning amount in the SDPF of an exhaust gas purification device including an engine, a lean NOx trap (LNT), and the SDPF coated with an SCR catalyst on a filter. The method includes: sensing an engine operating state, a front temperature of the SDPF, an internal temperature of the SDPF, the amount of HC at the rear end of LNT, and an exhaust flow rate in the SDPF; calculating an HC flow rate which is weakly adsorbed to the SDPF from the engine operating state, the SDPF front temperature, the SDPF internal temperature, the HC amount at the rear end of the LNT, and the SDPF exhaust flow rate; calculating an HC flow amount strongly adsorbed to the SDPF the engine operating state, the SDPF front temperature, the SDPF internal temperature, the HC amount at the rear end of the LNT, and the SDPF exhaust flow rate; calculating a first cumulative HC amount by applying the HC amount weakly adsorbed in the SDPF to a first desorption map; calculating a second cumulative HC amount by applying the HC amount strongly adsorbed in the SDPF to a second desorption map; calculating a degradation factor by the HC based on the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount, and calculating a final HC poisoning amount in the SDPF by applying a variable to the deterioration factor caused by the HC.

Description

배기가스 정화장치 및 SDPF 내 탄화수소(HC) 피독량 계산 방법{EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE AND METHOD OF CALCULATING HYDROCARBON POISONING AMOUNT IN SDPF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus and a method for calculating hydrocarbon poisoning amount in an SDPF,

본 발명은 차량의 배기가스 정화장치 및 SDPF 내 탄화수소(HC) 피독량 계산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 SDPF 내 연료로 인해 흡착되는 HC에 의한 피독으로 성능이 저하되는 SCR 촉매에 대하여 HC 피독량을 계산하여, 우레아 분사 및 배출가스 온도 승온 등을 통해 흡착 HC를 탈착시키기 위하여 HC 피독량을 계산하는 배기가스 정화장치 및 그 계산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for purifying exhaust gas of a vehicle and a hydrocarbon (HC) poisoning amount in SDPF. More particularly, the present invention relates to an SCR catalyst which is deteriorated by poisoning by HC adsorbed by fuel in SDPF, The exhaust gas purifying apparatus for calculating the HC poisoning amount for desorbing adsorbed HC through the urea injection and the exhaust gas temperature raising or the like, and a calculation method thereof.

일반적으로 엔진에서 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기가스는 배기 파이프에 설치된 촉매 컨버터(Catalytic Converter)로 유도되어 정화되고, 머플러를 통과하면서 소음이 감쇄된 후 테일 파이프를 통해 대기 중으로 배출된다. 상기한 촉매 컨버터는 배기가스에 포함되어 있는 오염물질을 정화한다. 그리고 배기 파이프 상에는 배기가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters: PM)을 포집하기 위한 매연 필터가 장착된다.Generally, the exhaust gas discharged from the engine through the exhaust manifold is guided to a catalytic converter installed in the exhaust pipe, purified, passed through a muffler to attenuate noise, and then discharged to the atmosphere through a tail pipe. The above-described catalytic converter purifies pollutants contained in the exhaust gas. A soot filter for collecting particulate matters (PM) contained in the exhaust gas is mounted on the exhaust pipe.

상기와 같은 역할을 하는 촉매 컨버터에 적용되는 촉매형식 중의 하나로 선택적 환원(SCR, Selective Catalytic Reduction) 촉매가 있다.One of the catalyst types applicable to the above-described catalytic converter is a selective catalytic reduction (SCR) catalyst.

상기 SCR 촉매는 요소(Urea), 암모니아(Ammonia), 일산화탄소와 탄화수소(Hydrocarbon; HC) 등과 같은 환원제가 산소와 질소산화물 중에서 질소산화물과 더 잘 반응하도록 한다는 의미에서 선택적 환원이라고 명명되고 있다.The SCR catalyst is referred to as selective reduction in the sense that a reducing agent such as Urea, ammonia, carbon monoxide and hydrocarbon (HC) reacts better with nitrogen oxide among oxygen and nitrogen oxides.

최근에는, SCR 촉매 내에 흡착된 HC에 의해 질소산화물 정화 성능이 나빠지는 것을 방지하기 위하여, SCR 촉매 내 HC 피독량을 예측하고, 예측한 결과를 이용하여 환원제 분사량을 결정하고, 배출가스 온도를 승온시키는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. Recently, in order to prevent the deterioration of the nitrogen oxide purification performance by the HC adsorbed in the SCR catalyst, the amount of the HC poisoning in the SCR catalyst is predicted, the reducing agent injection amount is determined using the predicted result, Research is being carried out.

그러나, SCR 촉매 내 HC 피독량 예측에 모델링을 사용하지 않거나 열적, 비가역적 방법만으로 간단히 HC 피독량 예측이 이루어진다. 따라서, 시내 운전 등 저온 조건에서만 장시간 운전으로 SCR 촉매가 노출되어질 때 부정확한 피독량 예측으로 질소산화물 정화 성능 저하를 방지하지 못하였다.However, HC pouring prediction can be achieved simply by using modeling in a SCR catalyst or by using a thermal or irreversible method. Therefore, when the SCR catalyst is exposed for a long time only under a low temperature condition such as a city operation, it is impossible to prevent deterioration of nitrogen oxide purification performance due to inaccurate poisoning prediction.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비가역적 흡착과 가역적 흡착의 경우를 구분하여 HC 피독량을 계산함으로써, HC 피독량 예측 정확도를 향상시키는 배기가스 정화장치 및 SDPF 내 HC 피독량을 계산하는 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an exhaust gas purifying apparatus and a method of calculating the HC pumping amount in the SDPF by improving the accuracy of estimating the HC pumping amount by calculating the HC pumping amount by classifying irreversible adsorption and reversible adsorption, .

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 연료를 그 내부로 분사하기 위한 인젝터를 포함하며, 공기와 연료의 혼합기를 태워 동력을 생산하고, 연소 과정에서 발생한 배기가스를 배기 파이프를 통하여 외부로 배출하는 엔진과, 상기 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박(lean)한 분위기에서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 흡장하고, 농후(rich)한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배기가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배기가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키는 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT)과, 상기 LNT 후단에 배치되고, 상기 환원제를 이용하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 환원하는, 필터에 SCR 촉매가 코팅된 디젤매연필터(SDPF), 및 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 탄화수소(HC)량, 및 상기 SDPF 배기유량을 판단하여, HC에 의한 SDPF 촉매 열화 팩터를 계산하고, 이로부터 상기 SDPF 내 최종 HC 피독량을 계산하고, 상기 SDPF 재생을 제어하는 제어부를 포함한다. An exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention includes an injector for injecting fuel into the exhaust gas purifying apparatus. The exhaust purifying apparatus generates power by burning a mixture of air and fuel, and exhausts the exhaust gas generated in the combustion process through an exhaust pipe (NOx) contained in the exhaust gas in an atmosphere having an air-fuel ratio lean, and a nitrogen oxide (NOx) adsorbed in an enriched atmosphere is adsorbed to the exhaust pipe A lean NOx trap (LNT) for desorbing and reducing nitrogen oxides or desorbed nitrogen oxides contained in the exhaust gas using a reducing agent containing carbon or hydrogen contained in the exhaust gas; A diesel particulate filter (SDPF) in which a filter is coated with an SCR catalyst to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas using the reducing agent, and an engine operating state, an SDPF shear Determining an SDPF catalyst deterioration factor by determining HC, an internal temperature of the SDPF, an amount of HC after the LNT, and an exhaust flow rate of the SDPF, calculating an SDPF catalyst deterioration factor by HC, calculating a final HC poisoning amount in the SDPF, And a control unit for controlling SDPF reproduction.

상기 제어부는, 상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 1차로 계산하고, 상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 2차로 계산한 다음, 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량과 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 합산하여, 상기 SDPF에 흡착되는 최종 HC 피독량을 계산할 수 있다. The control unit firstly calculates the HC flow amount absorbed weakly to the SDPF from the engine operation state, the SDPF front end temperature, the SDPF internal temperature, the LNT downstream HC amount, and the SDPF exhaust flow rate, The HC flow rate strongly adsorbed to the SDPF is secondly calculated from the SDPF shear temperature, the SDPF internal temperature, the HC amount at the downstream end of the LNT, and the SDPF exhaust flow rate, and then the HC flow amount absorbed weakly to the SDPF and the SDPF It is possible to calculate the final amount of HC adsorbed in the SDPF by summing the adsorbed HC flow rates.

상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량은, 상기 SDPF 내부 온도 및 상기 LNT 후단 HC량을 제1 변환맵에 대입하여 계산될 수 있다. The HC flow amount absorbed weakly to the SDPF can be calculated by substituting the SDPF internal temperature and the HC amount of the downstream LNT into the first conversion map.

상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량은, 상기 SDPF 내부 온도 및 상기 LNT 후단 HC량을 제2 변환맵에 대입하여 계산될 수 있다. The HC flow rate strongly adsorbed to the SDPF can be calculated by substituting the SDPF internal temperature and the LNT downstream HC amount into the second conversion map.

상기 제어부는, 상기 1차로 계산된 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 제1 탈착맵에 대입하여 제1 누적 HC양을 계산하고, 상기 2차로 판정된 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 제2 탈착맵에 대입하여 제2 누적 HC양을 계산할 수 있다. Wherein the control unit calculates a first accumulated HC amount by substituting the HC flow amount absorbed weakly in the SDPF calculated in the first place into the first desorption map and sets the HC flow amount strongly adsorbed in the second determined SDPF to the second desorption map, It is possible to calculate the second accumulated HC amount by substituting it into the desorption map.

상기 제어부는, 상기 제1 누적 HC양과 상기 제2 누적 HC양을 제3 변환맵에 대입하여 상기 HC에 의한 열화 팩터를 계산할 수 있다. The control unit may calculate the deterioration factor by the HC by substituting the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount into the third conversion map.

상기 제어부는, 상기 HC에 의한 열화 팩터에 변수를 대입하여 상기 SDPF 내 최종 HC 피독량을 계산할 수 있다. The control unit may calculate a final HC poisoning amount in the SDPF by substituting a parameter into the deterioration factor by the HC.

상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량은, 제1 온도에서 상기 LNT 후단 HC량에서 상기 SDPF로부터 탈착된 HC량을 차감한 값일 수 있다. The HC flow amount absorbed weakly to the SDPF may be a value obtained by subtracting the HC amount desorbed from the SDPF at the HC amount after the LNT at the first temperature.

상기 제1 온도는 550도 내지 700도일 수 있다. The first temperature may be between 550 and 700 degrees.

상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량은, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 상기 LNT 후단 HC량에서 상기 SDPF로부터 탈착된 HC량을 차감한 값일 수 있다. The HC flow rate strongly adsorbed to the SDPF may be a value obtained by subtracting the amount of HC desorbed from the SDPF at the HC amount in the downstream end of the LNT at a second temperature higher than the first temperature.

상기 제2 온도는 800도 내지 900도일 수 있다. The second temperature may be between 800 and 900 degrees.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법은, 엔진, 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT), 및 필터에 SCR 촉매가 코팅된 디젤매연필터(SDPF)를 포함하는 배기가스 정화장치의 상기 SDPF 내 탄화수소(HC) 피독량을 계산하는 방법에 있어서, 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 내 배기유량을 감지하는 단계와, 상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계와, 상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계와, 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 제1 탈착맵에 대입하여 제1 누적 HC양을 계산하는 단계와, 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 제2 탈착맵에 대입하여 제2 누적 HC양을 계산하는 단계와, 상기 제1 누적 HC양과 상기 제2 누적 HC양으로부터 HC에 의한 열화 팩터를 계산하는 단계, 및 상기 HC에 의한 열화 팩터에 변수를 대입하여 상기 SDPF 내 최종 HC 피독량을 계산하는 단계를 포함한다. Meanwhile, the method of calculating the HC poisoning amount in the SDPF according to an embodiment of the present invention includes an engine, a lean NOx trap (LNT), and an exhaust gas containing a diesel particulate filter (SDPF) A method for calculating a hydrocarbon (HC) poisoning amount in the SDPF of a gas purifier, the method comprising the steps of: sensing an engine operating state, an SDPF shear temperature, an SDPF internal temperature, an HC amount of the LNT rear end and an exhaust flow rate in the SDPF Calculating the HC flow amount absorbed weakly to the SDPF from the engine operation state, the SDPF front end temperature, the SDPF internal temperature, the LNT downstream HC amount, and the SDPF exhaust flow rate; Calculating a HC flow rate strongly absorbed in the SDPF from the shear temperature, the SDPF internal temperature, the amount of HC downstream of the LNT, and the SDPF exhaust flow rate; Calculating a second cumulative HC amount by substituting the HC adsorption amount strongly absorbed in the SDPF into a second desorption map, calculating a second cumulative HC amount by comparing the first cumulative HC amount with the second cumulative HC amount, Calculating a deterioration factor by the HC from the HC amount, and calculating a final HC poisoning amount in the SDPF by substituting a variable into the deterioration factor by the HC.

상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계, 및 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계는, 상기 SDPF 내부 온도 및 상기 LNT 후단 HC량을 각각 제1 변환맵 및 제2 변환맵에 대입하여 HC 유량이 계산되는 것일 수 있다.Wherein the step of calculating the HC adsorbed to the SDPF and the step of calculating the HC adsorbed strongly to the SDPF are carried out in such a manner that the SDPF internal temperature and the HC amount of the downstream LNT are respectively converted into the first conversion map and the second conversion map And the HC flow rate is calculated by substitution.

상기 HC에 의한 열화 팩터를 계산하는 단계는, 상기 제1 누적 HC양과 상기 제2 누적 HC양을 제3 변환맵에 대입하여 열화 팩터가 계산되는 것일 수 있다.The step of calculating the deterioration factor by HC may be such that the deterioration factor is calculated by substituting the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount into the third conversion map.

본 발명의 실시예에 따르면, 비가역적 흡착과 가역적 흡착의 경우를 구분하여 HC 피독량을 계산함으로써, SDPF내 HC 피독량 예측 정확도를 개선하여 질소산화물 정화성능을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the purification performance of nitrogen oxides by improving the prediction accuracy of HC poisoning in SDPF by calculating the HC poisoning by dividing the case of irreversible adsorption and reversible adsorption.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법의 흐름도이다.
1 is a schematic view showing an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining a method of calculating the HC blood poisoning amount in SDPF according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart of a method for calculating the HC poisoning amount in SDPF according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in the various embodiments, elements having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and only other configurations will be described in the other embodiments.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. Also, to the same structure, element, or component appearing in more than one of the figures, the same reference numerals are used to denote similar features. When referring to a portion as being "on" or "on" another portion, it may be directly on the other portion or may be accompanied by another portion therebetween.

본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서, 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically illustrate one embodiment of the present invention. As a result, various variations of the illustration are expected. Thus, the embodiments are not limited to any particular form of the depicted area, but also include variations in form, for example, by manufacture.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화장치에 관하여 설명한다.Hereinafter, an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 1 is a schematic view showing an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram for explaining a method of calculating the HC pouring amount in SDPF according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 내연 기관의 배기 장치는 엔진(10), 배기 파이프(20), 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation; EGR) 장치(30), 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT)(40), 분사 모듈(50), 매연 필터(Particulate Filter)(60), 그리고 제어부(70)를 포함한다.1 and 2, an exhaust apparatus of an internal combustion engine includes an engine 10, an exhaust pipe 20, an exhaust gas recirculation (EGR) apparatus 30, a Lean NOx trap (LNT) An injecting module 50, a particulate filter 60, and a control unit 70. The control unit 70 includes a control unit 70,

엔진(10)은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 엔진(10)은 흡기 매니폴드(16)에 연결되어 연소실(12) 내부로 공기를 유입받으며, 연소 과정에서 발생된 배기가스는 배기 매니폴드(18)에 모인 후 엔진(10) 밖으로 배출되게 된다. 연소실(12)에는 인젝터(14)가 장착되어 연료를 연소실(12) 내부로 분사한다.The engine 10 converts chemical energy into mechanical energy by burning a mixture in which fuel and air are mixed. The engine 10 is connected to the intake manifold 16 to receive air into the combustion chamber 12 and the exhaust gas generated in the combustion process is collected in the exhaust manifold 18 and then discharged out of the engine 10 . An injector 14 is mounted in the combustion chamber 12 to inject fuel into the combustion chamber 12.

여기에서는 디젤 엔진을 예시하였으나 희박 연소(lean burn) 가솔린 엔진을 사용할 수도 있다. 가솔린 엔진을 사용하는 경우, 흡기 매니폴드(16)를 통하여 혼합기가 연소실(12) 내부로 유입되며, 연소실(12) 상부에는 점화를 위한 점화플러그(도시하지 않음)가 장착된다. 또한, 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection; GDI) 엔진을 사용하는 경우, 디젤 엔진과 마찬가지로 인젝터(14)가 연소실(12)의 상부에 장착된다. Here, a diesel engine is exemplified, but a lean burn gasoline engine may be used. When a gasoline engine is used, the mixer is introduced into the combustion chamber 12 through the intake manifold 16, and an ignition plug (not shown) for ignition is mounted above the combustion chamber 12. In addition, when a gasoline direct injection (GDI) engine is used, the injector 14 is mounted on the top of the combustion chamber 12, like a diesel engine.

배기 파이프(20)는 배기 매니폴드(18)에 연결되어 배기가스를 차량의 외부로 배출시킨다. 배기 파이프(20) 상에는 LNT(40), 분사 모듈(50) 및 매연 필터(60)가 장착되어 배기가스 내 포함된 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 입자상 물질 그리고 질소산화물(NOx) 등을 제거한다.The exhaust pipe 20 is connected to an exhaust manifold 18 to exhaust the exhaust gas to the outside of the vehicle. The LNT 40, the injection module 50 and the particulate filter 60 are mounted on the exhaust pipe 20 to remove hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), particulate matter, and nitrogen oxides (NOx) Remove.

배기가스 재순환 장치(30)는 배기 파이프(20) 상에 장착되어 엔진(10)에서 배출되는 배기가스 일부를 배기가스 재순환 장치(30)를 통해 엔진(10)에 재공급한다. 또한, 배기가스 재순환 장치(30)는 흡기 매니폴드(16)에 연결되어 배기가스의 일부를 공기에 섞어 연소 온도를 제어한다. 이러한 연소 온도의 제어는 제어부(70)의 제어에 의하여 흡기 매니폴드(16)에 공급되는 배기가스의 양을 조절함으로써 수행된다. 따라서, 배기가스 재순환 장치(30)와 흡기 매니폴드(16)를 연결하는 라인 상에는 제어부(70)에 의하여 제어되는 재순환 밸브(도시하지 않음)가 장착될 수 있다.The exhaust gas recirculation device 30 is mounted on the exhaust pipe 20 to re-supply a part of the exhaust gas discharged from the engine 10 to the engine 10 through the exhaust gas recirculation device 30. Further, the exhaust gas recirculation device 30 is connected to the intake manifold 16 to mix a part of the exhaust gas with air to control the combustion temperature. The control of the combustion temperature is performed by controlling the amount of the exhaust gas supplied to the intake manifold 16 under the control of the controller 70. [ Therefore, a recirculation valve (not shown) controlled by the control unit 70 may be mounted on the line connecting the exhaust gas recirculation device 30 and the intake manifold 16.

배기가스 재순환 장치(30)의 후방 배기 파이프(20)에는 제1산소 센서(72)가 장착되어 배기가스 재순환 장치(30)를 통과한 배기가스 내의 산소량을 검출하여 제어부(70)에 전달함으로써 제어부(70)가 배기가스의 린/리치 제어(lean/rich control)를 수행하는 것을 돕도록 할 수 있다.A first oxygen sensor 72 is mounted on the exhaust pipe 20 of the exhaust gas recirculation device 30 to detect the amount of oxygen in the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation device 30 and transmit the detected amount of oxygen to the control device 70, (70) to assist in performing lean / rich control of the exhaust gas.

또한, 배기가스 재순환 장치(30)의 후방 배기 파이프(20)에는 제1온도 센서(74)가 장착되어 배기가스 재순환 장치(30)를 통과한 배기가스의 온도를 검출한다. A first temperature sensor 74 is mounted on the rear exhaust pipe 20 of the exhaust gas recirculation device 30 to detect the temperature of the exhaust gas that has passed through the exhaust gas recirculation device 30. [

LNT(40)는 배기가스 재순환 장치(30)의 후방 배기 파이프(20)에 장착되어 있다. LNT(40)는 연한(lean) 분위기에서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 흡장하고, 농후한(rich) 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배기가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 환원시킨다. 또한, LNT(40)는 배기가스에 포함된 일산화탄소 및 탄화수소를 산화시킨다.The LNT 40 is mounted on a rear exhaust pipe 20 of the exhaust gas recirculation device 30. The LNT 40 stores nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas in a lean atmosphere and desorbs the nitrogen oxides occluded in a rich atmosphere. The nitrogen oxide or desorbed nitrogen contained in the exhaust gas Reduce the oxide. Further, the LNT 40 oxidizes carbon monoxide and hydrocarbons contained in the exhaust gas.

여기에서, 탄화수소는 배기가스와 연료에 포함된 탄소와 수소로 구성된 화합물을 모두 지칭하는 것으로 이해하여야 할 것이다. Here, it should be understood that hydrocarbons refer to both exhaust gas and compounds composed of carbon and hydrogen contained in the fuel.

LNT(40)의 후방 배기 파이프(20)에는 제2산소 센서(76) 및 제1NOx 센서(80)가 장착되어 있다. A second oxygen sensor 76 and a first NOx sensor 80 are mounted on the rear exhaust pipe 20 of the LNT 40.

제2산소 센서(76)는 매연 필터(60)에 유입되는 배기가스에 포함된 산소량을 측정하여 이에 대한 신호를 제어부(70)에 전달한다. 제1산소 센서(72)와 제2산소 센서(76)의 검출값을 기초로 제어부(70)는 배기가스의 린/리치 제어를 수행할 수 있다.The second oxygen sensor 76 measures the amount of oxygen contained in the exhaust gas flowing into the particulate filter 60 and transmits a signal to the controller 70. Based on the detection values of the first oxygen sensor 72 and the second oxygen sensor 76, the control unit 70 can perform lean / rich control of the exhaust gas.

제1NOx 센서(80)는 매연 필터(60)에 유입되는 배기가스에 포함된 NOx 양을 측정하여 이에 대한 신호를 제어부(70)에 전달한다. 제1NOx 센서(80)에서 측정된 NOx 양은 분사 모듈(50)에서 분사할 환원제의 양을 결정하는데 사용될 수 있다.The first NOx sensor 80 measures the amount of NOx contained in the exhaust gas flowing into the particulate filter 60 and transmits a signal to the controller 70. The NOx amount measured in the first NOx sensor 80 may be used to determine the amount of reducing agent to be injected in the injection module 50. [

분사 모듈(50)은 매연 필터(60)의 전단 배기 파이프(20)에 장착되어 있으며, 제어부(70)에 의하여 제어되어 환원제를 배기가스에 분사한다. 통상적으로, 분사 모듈(50)은 요소를 분사하며, 분사된 요소는 가수분해에 의하여 암모니아로 변환된다. 그러나, 환원제는 암모니아에 한정되지는 않는다.The injection module 50 is attached to the front end exhaust pipe 20 of the particulate filter 60 and is controlled by the control unit 70 to inject the reducing agent into the exhaust gas. Typically, the injection module 50 injects an element and the injected element is converted to ammonia by hydrolysis. However, the reducing agent is not limited to ammonia.

분사 모듈(50)의 후단 배기 파이프(20)에는 믹서(55)가 장착되어 환원제를 배기가스에 골고루 혼합시킨다.A mixer 55 is mounted on the exhaust pipe 20 at the rear end of the injection module 50 to uniformly mix the reducing agent with the exhaust gas.

매연 필터(60)는 믹서(55)의 후단 배기 파이프(20)에 장착되어 있으며, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하고, 분사 모듈(50)에서 분사된 환원제를 이용하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 환원한다. 이러한 목적을 위하여, 매연 필터(60)는 선택적 환원 촉매가 코팅된 디젤 매연 필터(Selective Catalytic Reduction on Diesel Particulate Filter; SDPF)(62)와 추가적인 선택적 환원(SCR) 촉매(64)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.The particulate filter 60 is attached to the exhaust pipe 20 at the rear end of the mixer 55 and collects the particulate matter contained in the exhaust gas and uses the reducing agent injected from the injection module 50 to collect particulate matter contained in the exhaust gas Reduce nitrogen oxides. For this purpose, the particulate filter 60 may comprise a selective catalytic reduction catalyst (SDPF) 62 and an optional selective reduction (SCR) catalyst 64 , But not limited to.

한편, 본 명세서 및 청구항에서 SCR 촉매라는 명칭은 SCR 촉매 그 자체 또는 SDPF를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.On the other hand, in the present specification and claims, the name SCR catalyst should be interpreted to include both the SCR catalyst itself or SDPF.

SDPF(62)는 DPF의 채널을 구성하는 격벽에 SCR 촉매가 코팅되어 있다. 통상적으로 DPF는 복수개의 입구 채널과 출구 채널을 포함한다. 입구 채널은 그 일단이 개구되고 그 타단이 막혀 있어 DPF의 전단으로부터 배기가스를 유입받는다. 또한, 출구 채널은 그 일단이 막혀 있고 그 타단이 개구되어 DPF 내부의 배기가스를 배출한다. 입구 채널을 통해 DPF에 유입된 배기가스는 입구 채널과 출구 채널을 분할하는 다공성의 격벽을 통해 출구 채널로 들어간 후, 출구 채널을 통해 DPF로부터 배출된다. 배기가스가 다공성의 격벽을 통과하는 과정에서 배기가스에 포함된 입자상 물질이 포집된다. 또한, SDPF(62)에 코팅된 SCR 촉매는 분사 모듈(50)에서 분사된 환원제를 이용하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 환원시킨다.The SDPF 62 is coated with an SCR catalyst on the partition walls constituting the channels of the DPF. Typically, the DPF includes a plurality of inlet and outlet channels. The inlet channel is open at its one end and closed at its other end, and the exhaust gas flows from the front end of the DPF. Further, one end of the outlet channel is closed and the other end thereof is opened to exhaust the exhaust gas inside the DPF. The exhaust gas flowing into the DPF through the inlet channel enters the outlet channel through the porous partition dividing the inlet channel and the outlet channel and is discharged from the DPF through the outlet channel. Particulate matter contained in the exhaust gas is collected during the passage of the exhaust gas through the porous partition wall. Further, the SCR catalyst coated on the SDPF 62 reduces the nitrogen oxide contained in the exhaust gas by using the reducing agent injected from the injection module 50.

추가적인 SCR 촉매(64)는 SDPF(62)의 후단에 장착된다. 추가적인 SCR 촉매(64)는 SDPF(62)에서 질소산화물이 완벽하게 정화되지 못하는 경우, 질소산화물을 추가적으로 환원시킬 수 있다. 추가적인 SCR 촉매(64)는 SDPF(62)와는 물리적으로 이격되어 장착될 수도 있다.An additional SCR catalyst 64 is mounted at the rear end of the SDPF 62. The additional SCR catalyst 64 can further reduce nitrogen oxides if the nitrogen oxide in the SDPF 62 can not be completely purified. The additional SCR catalyst 64 may be mounted physically spaced apart from the SDPF 62.

배기 파이프(20)의 매연필터(60) 전단에는 제2온도 센서(56)가 장착되며, SDPF(62)에는 제3 온도 센서(66)가 장착된다. 제2온도 센서(56)는 SDPF(62)에 유입되는 배기가스의 온도를 측정하여 이에 대한 신호를 제어부(70)에 전달한다. 또한, 제3 온도센서(66)는 SDPF 내부 온도를 측정하여 이에 대한 신호를 제어부(70)에 전달한다. A second temperature sensor 56 is mounted on the front end of the particulate filter 60 of the exhaust pipe 20 and a third temperature sensor 66 is mounted on the SDPF 62. The second temperature sensor 56 measures the temperature of the exhaust gas flowing into the SDPF 62 and transmits a signal to the control unit 70. Also, the third temperature sensor 66 measures the internal temperature of the SDPF and transmits a signal to the controller 70.

또한, SDPF(62)에는 배기유량센서(68)가 장착되어 있다. 배기유량센서(68)는 SDPF(62)를 통과하는 배기가스 유량을 측정하고, 이에 대한 신호를 제어부(70)에 전달한다.An exhaust flow rate sensor 68 is mounted on the SDPF 62. The exhaust flow rate sensor 68 measures the exhaust gas flow rate through the SDPF 62 and transmits a signal to the control unit 70.

또한, 매연 필터(60)의 후단 배기 파이프(20)에는 제2NOx 센서(82)가 장착된다. 제2NOx 센서(82)는 매연 필터(60)로부터 배출된 배기가스에 포함된 질소산화물의 양을 검출하고, 이에 대한 신호를 제어부(70)에 전달한다. 제어부(70)는 제2NOx 센서(82)의 검출값을 기초로 매연 필터(60)가 배기가스에 포함된 질소산화물을 정상적으로 제거하고 있는지 모니터링 할 수 있다. 즉, 제2NOx 센서(82)는 매연 필터(60)의 성능을 평가하기 위하여 사용될 수 있다.A second NOx sensor 82 is mounted on the exhaust pipe 20 at the rear end of the soot filter 60. The second NOx sensor 82 detects the amount of nitrogen oxide contained in the exhaust gas discharged from the soot filter 60 and transmits a signal to the control unit 70. The control unit 70 can monitor whether the soot filter 60 normally removes the nitrogen oxide contained in the exhaust gas based on the detection value of the second NOx sensor 82. [ That is, the second NOx sensor 82 can be used to evaluate the performance of the soot filter 60. [

제어부(70)는 엔진 운전 상태(110), SDPF 전단 온도(112), SDPF 내부 온도(114), LNT 후단 탄화수소(HC)량(116), 및 SDPF 배기유량(118)을 판단하여, HC에 의한 SDPF 촉매 열화 팩터(140)를 계산하고, 이로부터 SDPF 내 최종 HC 피독량(150)을 계산하고, SDPF 재생을 제어할 수 있다. The controller 70 determines the engine operation state 110, the SDPF shear temperature 112, the SDPF internal temperature 114, the LNT tail hydrocarbon amount 116, and the SDPF exhaust flow rate 118, To calculate SDPF catalyst deterioration factor 140 from which the final HC poisoning amount 150 in SDPF can be calculated and SDPF regeneration can be controlled.

이러한 목적을 위하여, 제어부(70)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 SDPF 내 HC 피독량을 계산하는 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.For this purpose, the control unit 70 may be implemented with one or more processors operating with the set program, and the set program may be configured to perform each step of the method of calculating the HC blood poisoning in SDPF according to an embodiment of the present invention It may be programmed.

제어부(70)는 엔진 운전 상태(110), SDPF 전단 온도(112), SDPF 내부 온도(114), LNT 후단 HC량(116), 및 SDPF 배기유량(118)으로부터 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량(120)을 1차로 계산하고, 엔진 운전 상태(110), SDPF 전단 온도(112), SDPF 내부 온도(114), LNT 후단 HC량(116), 및 SDPF 배기유량(118)으로부터 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량(130)을 2차로 계산한 다음, SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량(120)과 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량(130)을 합산하여, SDPF에 흡착되는 최종 HC 피독량(150)을 계산한다. The control unit 70 controls the HC flow amount absorbed weakly to the SDPF from the engine operation state 110, the SDPF front end temperature 112, the SDPF internal temperature 114, the LNT rear end HC amount 116 and the SDPF exhaust flow amount 118 And is strongly adsorbed to the SDPF from the engine operating state 110, the SDPF front end temperature 112, the SDPF internal temperature 114, the LNT rear end HC amount 116, and the SDPF exhaust flow amount 118 The HC flow rate 130 is secondarily calculated and then the HC flow rate 120 absorbed weakly in the SDPF and the HC flow rate 130 strongly absorbed in the SDPF are summed to calculate the final HC poisoning amount 150 adsorbed to the SDPF do.

SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량(120)은, SDPF 내부 온도(114) 및 LNT 후단 HC량(116)을 제1 변환맵(120)에 대입하여 계산될 수 있으며, SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량(130)은, SDPF 내부 온도(114) 및 LNT 후단 HC량(116)을 제2 변환맵(164)에 대입하여 계산될 수 있다. The HC flow rate 120 weakly adsorbed to the SDPF can be calculated by substituting the SDPF internal temperature 114 and the LNT downstream HC amount 116 into the first conversion map 120. The HC flow rate 120 strongly adsorbed to the SDPF 130 can be calculated by substituting the SDPF internal temperature 114 and the LNT downstream HC amount 116 into the second conversion map 164.

한편, SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량(120)은, 제1 온도에서 LNT 후단 HC량(116)에서 SDPF로부터 탈착된 HC량을 차감한 값일 수 있으며, 제1 온도는 550도 내지 700도일 수 있다.On the other hand, the HC flow rate 120 slightly adsorbed to the SDPF may be a value obtained by subtracting the HC amount desorbed from the SDPF in the HC amount 116 after the LNT at the first temperature, and the first temperature may be 550 to 700 degrees .

또한, SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량(130)은, 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 LNT 후단 HC량(116)에서 SDPF로부터 탈착된 HC량을 차감한 값일 수 있으며, 제2 온도는 800도 내지 900도일 수 있다. Also, the HC flow rate 130 strongly adsorbed to the SDPF may be a value obtained by subtracting the amount of HC desorbed from the SDPF at the LNT-end HC amount 116 at the second temperature higher than the first temperature, and the second temperature is 800 degrees To 900 degrees.

제어부(70)는, 1차로 계산된 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량(120)을 제1 탈착맵(172)에 대입하여 제1 누적 HC양(122)을 계산하고, 2차로 판정된 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량(130)을 제2 탈착맵(174)에 대입하여 제2 누적 HC양(132)을 계산할 수 있다. The control unit 70 calculates the first cumulative HC amount 122 by substituting the HC flow amount 120 adsorbed weakly into the first calculated SDPF into the first desorption map 172, The second accumulated HC amount 132 can be calculated by substituting the absorbed HC flow rate 130 into the second desorption map 174. [

제어부(70)는, 제1 누적 HC양(122)과 제2 누적 HC양(132)을 제3 변환맵(166)에 대입하여 HC에 의한 열화 팩터(140)를 계산한다. 그리고, 제어부(70)는, HC에 의한 열화 팩터(140)에 변수(176)를 대입하여 SDPF 내 최종 HC 피독량(150)을 계산한다. The control unit 70 substitutes the first cumulative HC amount 122 and the second cumulative HC amount 132 into the third conversion map 166 to calculate the deterioration factor 140 by the HC. The control unit 70 calculates the final HC poisoning amount 150 in the SDPF by substituting the variable 176 into the deterioration factor 140 by the HC.

이하, 도 3을 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법에 관하여 설명한다. Hereinafter, referring to FIG. 3, a description will be given of a method of calculating the HC blood poisoning amount in SDPF according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법의 흐름도이다. 3 is a flow chart of a method for calculating the HC poisoning amount in SDPF according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 엔진, 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT), 및 필터에 SCR 촉매가 코팅된 디젤매연필터(SDPF)를 포함하는 배기가스 정화장치의 SDPF 내 탄화수소(HC) 피독량을 계산하는 방법으로서, 우선, 엔진 운전 상태, SDPF 전단 온도, SDPF 내부 온도, LNT 후단 HC량, 및 SDPF 내 배기유량을 감지한다(S301). 3, the hydrocarbon purging amount in the SDPF of an exhaust gas purifying apparatus including an engine, a Lean NOx Trap (LNT), and a diesel particulate filter (SDPF) First, the engine operation state, the SDPF shear temperature, the SDPF internal temperature, the LNT trailing end HC amount, and the exhaust flow rate in the SDPF are sensed (S301).

그 후, 엔진 운전 상태, SDPF 전단 온도, SDPF 내부 온도, LNT 후단 HC량, 및 SDPF 배기유량으로부터 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 계산한다(S302). Thereafter, the HC flow amount absorbed weakly in the SDPF is calculated from the engine operation state, the SDPF shear temperature, the SDPF internal temperature, the LNT trailing end HC amount, and the SDPF exhaust flow amount (S302).

SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계(S302)는 SDPF 내부 온도 및 LNT 후단 HC량을 제1 변환맵에 대입하여 계산되는 것일 수 있다.The step S302 of calculating the HC adsorbed to the SDPF may be performed by substituting the SDPF internal temperature and the LNT downstream HC amount into the first conversion map.

그 후, 엔진 운전 상태, SDPF 전단 온도, SDPF 내부 온도, LNT 후단 HC량, 및 SDPF 배기유량으로부터 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 계산한다(S303). Thereafter, the HC flow rate strongly adsorbed to the SDPF is calculated from the engine operating state, the SDPF shear temperature, the SDPF internal temperature, the LNT trailing end HC amount, and the SDPF exhaust flow rate (S303).

SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계(S303)는 SDPF 내부 온도 및 LNT 후단 HC량을 제2 변환맵에 대입하여 HC 유량이 계산되는 것일 수 있다.The step (S303) of calculating the HC adsorbed strongly to the SDPF may be such that the HC flow rate is calculated by substituting the SDPF internal temperature and the LNT downstream HC amount into the second conversion map.

그 후, SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 제1 탈착맵에 대입하여 제1 누적 HC양을 계산한다(S304). Subsequently, the HC amount of the HC adsorbed to SDPF is substituted into the first desorption map to calculate the first cumulative HC amount (S304).

그 후, SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 제2 탈착맵에 대입하여 제2 누적 HC양을 계산한다(S305). Thereafter, the amount of HC adsorbed strongly to the SDPF is substituted into the second desorption map to calculate the second accumulated HC amount (S305).

그 후, 제1 누적 HC양과 제2 누적 HC양으로부터 HC에 의한 열화 팩터를 계산한다(S306). Thereafter, a deterioration factor by HC is calculated from the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount (S306).

HC에 의한 열화 팩터를 계산하는 단계(S306)는, 제1 누적 HC양과 제2 누적 HC양을 제3 변환맵에 대입하여 열화 팩터가 계산되는 것일 수 있다. The step of calculating the deterioration factor by HC (S306) may be such that the deterioration factor is calculated by substituting the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount into the third conversion map.

그 후, HC에 의한 열화 팩터에 변수를 대입하여 SDPF 내 최종 HC 피독량을 계산한다(S307). Subsequently, the final HC poisoning amount in the SDPF is calculated by substituting the deterioration factor by the HC (S307).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, HC가 SDPF에 강하게 흡착되는 비가역적 흡착과 HC가 SDPF에 약하게 흡착되는 가역적 흡착의 경우를 구분하여 HC 피독량을 계산함으로써, SDPF내 HC 피독량 예측 정확도를 개선하여 질소산화물 정화성능을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, by calculating the HC poisoning by distinguishing the irreversible adsorption of HC strongly adsorbed on SDPF and the reversible adsorption on HC adsorbed weakly on SDPF, the prediction accuracy of HC poisoning in SDPF And the nitrogen oxide purification performance can be improved.

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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

10: 엔진 20: 배기 파이프
30: 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation; EGR) 장치
40: 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT)
50: 분사 모듈 60: 매연 필터(Particulate Filter)
70: 제어부
62: 선택적 환원 촉매가 코팅된 디젤 매연 필터(Selective Catalytic Reduction on Diesel Particulate Filter; SDPF)
64: SCR 촉매
10: engine 20: exhaust pipe
30: Exhaust gas recirculation (EGR) device
40: Lean NOx Trap (LNT)
50: injection module 60: particulate filter
70:
62: Selective Catalytic Reduction on Diesel Particulate Filter (SDPF) coated with selective reduction catalyst
64: SCR catalyst

Claims (14)

연료를 그 내부로 분사하기 위한 인젝터를 포함하며, 공기와 연료의 혼합기를 태워 동력을 생산하고, 연소 과정에서 발생한 배기가스를 배기 파이프를 통하여 외부로 배출하는 엔진;
상기 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박(lean)한 분위기에서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 흡장하고, 농후(rich)한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배기가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배기가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키는 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT);
상기 LNT 후단에 배치되고, 상기 환원제를 이용하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 환원하는, 필터에 SCR 촉매가 코팅된 디젤매연필터(SDPF); 및
엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 탄화수소(HC)량, 및 상기 SDPF 배기유량을 판단하여, HC에 의한 SDPF 촉매 열화 팩터를 계산하고, 이로부터 상기 SDPF 내 최종 HC 피독량을 계산하고, 상기 SDPF 재생을 제어하는 제어부를 포함하는 배기가스 정화장치.
An engine that includes an injector for injecting fuel into the engine and generates power by burning a mixture of air and fuel and discharges the exhaust gas generated in the combustion process to the outside through an exhaust pipe;
(NOx) contained in the exhaust gas in an atmosphere where the air-fuel ratio is lean, the nitrogen oxide absorbed in the rich atmosphere is desorbed, and the nitrogen oxide contained in the exhaust gas Lean NOx Trap (LNT) which reduces nitrogen oxides or desorbed nitrogen oxides by using a reducing agent containing carbon or hydrogen contained in the exhaust gas;
A diesel particulate filter (SDPF) disposed on the downstream side of the LNT and coated with an SCR catalyst to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas using the reducing agent; And
The SDPF catalyst deterioration factor by the HC is determined by determining the engine operation state, the SDPF shear temperature, the SDPF internal temperature, the LNT downstream hydrocarbon (HC) amount, and the SDPF exhaust flow rate, And controlling the SDPF regeneration. 2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1,
제 1 항에서,
상기 제어부는,
상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 1차로 계산하고,
상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 2차로 계산한 다음,
상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량과 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 합산하여, 상기 SDPF에 흡착되는 최종 HC 피독량을 계산하는 배기가스 정화장치.
The method of claim 1,
Wherein,
The HC flow amount absorbed weakly to the SDPF from the engine operating state, the SDPF front end temperature, the SDPF internal temperature, the LNT downstream HC amount, and the SDPF exhaust flow rate,
The HC flow rate strongly adsorbed to the SDPF is secondarily calculated from the engine operation state, the SDPF front end temperature, the SDPF internal temperature, the HC amount after the LNT, and the SDPF exhaust flow rate,
And summing up the HC flow rate absorbed weakly to the SDPF and the HC flow amount strongly adsorbed to the SDPF to calculate a final HC poisoning amount adsorbed to the SDPF.
제 2 항에서,
상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량은,
상기 SDPF 내부 온도 및 상기 LNT 후단 HC량을 제1 변환맵에 대입하여 계산되는 배기가스 정화장치.
3. The method of claim 2,
The HC flow rate adsorbed weakly to the SDPF,
The internal temperature of the SDPF, and the HC amount of the downstream LNT, into the first conversion map.
제 3 항에서,
상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량은,
상기 SDPF 내부 온도 및 상기 LNT 후단 HC량을 제2 변환맵에 대입하여 계산되는 배기가스 정화장치.
4. The method of claim 3,
The HC flow rate, strongly adsorbed to the SDPF,
The internal temperature of the SDPF and the HC amount of the downstream LNT are substituted into the second conversion map.
제 4 항에서,
상기 제어부는,
상기 1차로 계산된 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 제1 탈착맵에 대입하여 제1 누적 HC양을 계산하고,
상기 2차로 판정된 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 제2 탈착맵에 대입하여 제2 누적 HC양을 계산하는 배기가스 정화장치.
5. The method of claim 4,
Wherein,
Calculating a first cumulative HC amount by substituting the HC adsorbed to the SDPF which is calculated in the first order into the first desorption map,
And the second cumulative HC amount is calculated by substituting the HC adsorption amount strongly adsorbed to the SDPF determined in the second order into the second desorption map.
제 5 항에서,
상기 제어부는,
상기 제1 누적 HC양과 상기 제2 누적 HC양을 제3 변환맵에 대입하여 상기 HC에 의한 열화 팩터를 계산하는 배기가스 정화장치.
The method of claim 5,
Wherein,
And substituting the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount into a third conversion map to calculate a deterioration factor by the HC.
제 6 항에서,
상기 제어부는,
상기 HC에 의한 열화 팩터에 변수를 대입하여 상기 SDPF 내 최종 HC 피독량을 계산하는 배기가스 정화장치.
The method of claim 6,
Wherein,
And calculating a final HC poisoning amount in the SDPF by substituting a variable into the deterioration factor by the HC.
제 3 항에서,
상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량은,
제1 온도에서 상기 LNT 후단 HC량에서 상기 SDPF로부터 탈착된 HC량을 차감한 값인 배기가스 정화장치.
4. The method of claim 3,
The HC flow rate adsorbed weakly to the SDPF,
And a value obtained by subtracting the amount of HC desorbed from the SDPF at the HC amount after the LNT at the first temperature.
제 8 항에서,
상기 제1 온도는 550도 내지 700도인 배기가스 정화장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the first temperature is from 550 to 700 degrees.
제 9 항에서,
상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량은,
상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 상기 LNT 후단 HC량에서 상기 SDPF로부터 탈착된 HC량을 차감한 값인 배기가스 정화장치.
The method of claim 9,
The HC flow rate, strongly adsorbed to the SDPF,
And a value obtained by subtracting the amount of HC desorbed from the SDPF at a HC amount after the LNT at a second temperature higher than the first temperature.
제 10 항에서,
상기 제2 온도는 800도 내지 900도인 배기가스 정화장치.
11. The method of claim 10,
And the second temperature is 800 to 900 degrees.
엔진, 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT), 및 필터에 SCR 촉매가 코팅된 디젤매연필터(SDPF)를 포함하는 배기가스 정화장치의 상기 SDPF 내 탄화수소(HC) 피독량을 계산하는 방법에 있어서,
엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 내 배기유량을 감지하는 단계;
상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계;
상기 엔진 운전 상태, 상기 SDPF 전단 온도, 상기 SDPF 내부 온도, 상기 LNT 후단 HC량, 및 상기 SDPF 배기유량으로부터 상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계;
상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 제1 탈착맵에 대입하여 제1 누적 HC양을 계산하는 단계;
상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 제2 탈착맵에 대입하여 제2 누적 HC양을 계산하는 단계;
상기 제1 누적 HC양과 상기 제2 누적 HC양으로부터 HC에 의한 열화 팩터를 계산하는 단계; 및
상기 HC에 의한 열화 팩터에 변수를 대입하여 상기 SDPF 내 최종 HC 피독량을 계산하는 단계를 포함하는 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법.
(HC) poisoning amount in the exhaust gas purifying apparatus including an engine, a Lean NOx Trap (LNT), and a diesel particulate filter (SDPF) coated with an SCR catalyst on the filter, ,
Sensing the engine operation state, the SDPF shear temperature, the SDPF internal temperature, the amount of HC downstream of the LNT, and the exhaust flow rate in the SDPF;
Calculating a HC flow rate which is weakly adsorbed to the SDPF from the engine operation state, the SDPF front end temperature, the SDPF internal temperature, the HC amount downstream of the LNT, and the SDPF exhaust flow rate;
Calculating an HC flow amount strongly adsorbed to the SDPF from the engine operating state, the SDPF shear temperature, the SDPF internal temperature, the HC amount at the downstream end of the LNT, and the SDPF exhaust flow rate;
Calculating a first accumulated HC amount by substituting a HC adsorption amount weakly adsorbed on the SDPF into a first desorption map;
Calculating a second cumulative HC amount by substituting a HC adsorption amount strongly adsorbed on the SDPF into a second desorption map;
Calculating a deterioration factor by HC from the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount; And
And calculating a final HC poisoning amount in the SDPF by substituting a variable into the deterioration factor by the HC.
제 12 항에서,
상기 SDPF에 약하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계, 및
상기 SDPF에 강하게 흡착되는 HC 유량을 계산하는 단계는,
상기 SDPF 내부 온도 및 상기 LNT 후단 HC량을 각각 제1 변환맵 및 제2 변환맵에 대입하여 HC 유량이 계산되는 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법.
The method of claim 12,
Calculating a HC flow rate that is weakly adsorbed to the SDPF, and
Wherein the step of calculating the HC adsorbed strongly to the SDPF comprises:
Wherein the HC flow rate is calculated by substituting the SDPF internal temperature and the LNT downstream HC amount into the first conversion map and the second conversion map, respectively, in the SDPF.
제 13 항에서,
상기 HC에 의한 열화 팩터를 계산하는 단계는,
상기 제1 누적 HC양과 상기 제2 누적 HC양을 제3 변환맵에 대입하여 열화 팩터가 계산되는 SDPF 내 HC 피독량 계산 방법.
The method of claim 13,
Wherein the step of calculating the deterioration factor by the HC comprises:
And calculating a degradation factor by substituting the first cumulative HC amount and the second cumulative HC amount into a third conversion map.
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