(72) 발명자 요코이다츠히사 일본국아이치켄도요타시도요타쵸 1, 도요다지도샤가부시끼가이샤내 마츠오카히로키 일본국아이치켄도요타시도요타쵸 1, 도요다지도샤가부시끼가이샤내 이나바다카요시 일본국아이치켄가리야마시쇼와쵸 1-1, 가부시키가이샤덴소내 - 2 -

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1 (51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) F01N 3/025 ( ) F01N 3/035 ( ) F01N 3/023 ( ) F01N 3/02 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2006 년 09 월 08 일 심사청구일자 2006 년 09 월 08 일 번역문제출일자 2006 년 09 월 08 일 (65) 공개번호 공개일자 2007 년 01 월 31 일 (86) 국제출원번호 PCT/JP2005/ 국제출원일자 2005 년 03 월 10 일 (87) 국제공개번호 WO 2005/ 국제공개일자 (30) 우선권주장 2005 년 09 월 22 일 JP-P 년 03 월 11 일일본 (JP) (56) 선행기술조사문헌 US A EP A EP A FR A (45) 공고일자 2007년11월20일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2007년11월12일 (73) 특허권자 도요다지도샤가부시끼가이샤 일본아이찌껭도요다시도요다쪼 1 반지 가부시키가이샤덴소 일본국아이치켄가리야시쇼와초 1 초메 1 반치 (72) 발명자 마츠노시게히로 일본국아이치켄도요타시도요타쵸 1, 도요다지도샤가부시끼가이샤내 오츠보야스히코 일본국아이치켄도요타시도요타쵸 1, 도요다지도샤가부시끼가이샤내 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 특허법인화우 전체청구항수 : 총 14 항심사관 : 한중섭 (54) 내연기관의배기정화장치의재생제어장치 (57) 요약 본발명은배기정화장치에퇴적된입자상물질을적절히연소시키는엔진 (2) 의배기정화장치 (36, 38) 의재생장치에관한것이다. 이재생장치는입자상물질의추정퇴적량 (PMsm) 과실제퇴적량의편차를판정하는 ECU(70) 를포함한다. 추정퇴적량이최대값 (BUpm) 보다적거나같고, 배기압력차 ( P/GA) 가보정기준값 (Dp) 보다클경우, ECU는배기압력차에대응하는보정값을추정퇴적량에부가한다. 이로인해추정퇴적량은실제퇴적량에도달하게된다. 대표도 - 도 1-1 -

2 (72) 발명자 요코이다츠히사 일본국아이치켄도요타시도요타쵸 1, 도요다지도샤가부시끼가이샤내 마츠오카히로키 일본국아이치켄도요타시도요타쵸 1, 도요다지도샤가부시끼가이샤내 이나바다카요시 일본국아이치켄가리야마시쇼와쵸 1-1, 가부시키가이샤덴소내 - 2 -

3 특허청구의범위청구항 1 내연기관의배기경로에배치된배기정화장치를재생시키는재생제어장치에있어서, 상기배기정화장치는상류정화부분및하류정화부분을포함하고, 상기재생제어장치는, 상기배기정화장치로부터상류의제 1 위치및상기배기정화장치로부터하류의제 2 위치사이의배기압력차이값과, 상기배기정화장치의하류정화부분으로부터상류의제 3 위치및상기제 3 위치로부터하류의제 4 위치사이의배기온도차이값중하나이상을검출하는차이검출장치 ; 상기배기정화장치의입자상물질의추정퇴적량을계산하는계산부 ; 상기추정퇴적량이기준퇴적량보다클경우, 상기배기정화장치로부터상기입자상물질을제거하기위해상기배기정화장치를가열하는가열제어부 ; 및상기추정퇴적량이가열로인하여보정판정기준범위내로떨어지는경우와하나이상의상기차이값이보정기준값보다클경우에는, 하나이상의상기차이값에따라상기추정퇴적량을보정하는보정제어부를포함하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 2 내연기관의배기경로에배치된배기정화장치를재생시키는재생제어장치에있어서, 배기정화장치는상기배기경로에배치된상류정화기구및하류정화기구를포함하고, 상기재생제어장치는, 상기하류정화기구의상류위치및하류위치사이의배기압력차이값과배기온도차이값중하나이상을검출하는차이검출장치 ; 상기배기정화장치내입자상물질의추정퇴적량을계산하는계산부 ; 상기추정퇴적량이기준퇴적량보다클경우, 상기배기정화장치로부터입자상물질을제거하기위해상기배기정화장치를가열하는가열제어부 ; 및상기추정퇴적량이가열로인하여보정판정기준범위내로떨어지는경우와하나이상의상기차이값이보정기준값보다클경우에는, 하나이상의상기차이값에따라추정퇴적량을보정하는보정제어부를포함하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 3 제 1항또는제 2항에있어서, 상기보정제어부는상기추정퇴적량에하나이상의상기차이값이증가함에따라증가하는보정값을부가하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 4 제 1항또는제 2항에있어서, 상기보정제어부는배기유량에따라상기보정기준값을판정하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 5 제 4항에있어서, 상기보정제어부는상기배기유량이증가하면상기보정기준값을감소시키는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 6-3 -

4 제 4항에있어서, 공기흡입량을검출하는센서를더포함하고상기보정제어부는상기배기유량대신에검출된상기공기흡입량을사용하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 7 제 1항또는제 2항에있어서, 상기보정판정기준범위는, 상기가열이완료되기직전에상기배기정화장치내입자상물질의상기퇴적량과동일한값을포함하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 8 제 1항또는제 2항에있어서, 상기보정판정기준범위의최대값은, 상기가열이완료되는때에상기배기정화장치내입자상물질의상기퇴적량과동일한것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 9 제 1항또는제 2항에있어서, 보정된상기추정퇴적량을사용하여다시계산된추정퇴적량이상기보정판정기준범위내로떨어지고, 또한하나이상의상기차이값이상기보정기준값보다큰경우에는, 상기보정제어부는상기추정퇴적량의보정을반복하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 10 제 9항에있어서, 하나이상의상기차이값이상기보정기준값보다큰상태가계속되고, 또한상기추정퇴적량이보정된횟수가중지판정횟수에도달하는경우에, 상기보정제어부는현재실시되는가열이완료될때까지상기추정퇴적량의상기보정을실행하는것을억제하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 11 제 1항또는제 2항에있어서, 상기재생제어장치에는, 상기배기정화장치로부터유황성분을떼어냄으로써유황오염으로부터상기배기정화장치를복원시키는유황제거모드가제공되고, 상기보정제어부는, 상기재생제어장치가유황제거모드에있거나상기유황제거모드가요청되는경우에상기추정퇴적량의보정을억제하는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 12 제 1항또는제 2항에있어서, 상기배기정화장치는 NOx 흡장환원촉매로코팅된바닥을포함하는촉매컨버터이고, 상기바닥은배기내함유된입자상물질을여과하도록형성되는것을특징으로하는재생제어장치. 청구항 13 제 1항또는제 2항에있어서, 상기배기정화장치는, NOx 흡장환원촉매장치 ; 및상기 NOx 흡장환원촉매장치로부터하류에배치되고 NOx 흡장환원촉매층을가지는, 배기내포함된입자상물질을여과하기위한필터를포함하는것을특징으로하는재생제어장치

5 청구항 14 제 1 항또는제 2 항에따른상기계산부, 상기가열제어부, 및상기대체제어부로작용하는전자제어유닛. 명세서 <1> 기술분야 본발명은배기정화장치를가열 (heating) 함으로써배기정화장치내에갇혀있는입자상물질을제거하는내 연기관의배기정화장치의재생제어장치에관한것이다. <2> <3> 배경기술일본국공개특허공보 호는, 필터내에퇴적된입자상물질 (PM) 의양이소정값을초과할경우에디젤엔진의배기경로에배치되는필터내에퇴적된 PM을연소시키는기술을설명하고있다. 필터내에퇴적된 PM 은필터를가열함으로써연소되고, 간헐적으로공연비를희박 (lean) 측으로조정한다. 선행기술에서, 필터내에퇴적된 PM의양은엔진으로부터방출된 PM의양및엔진의구동상태에기초하여필터내에산화된 PM의양을주기적으로부가함으로써계산된다. 엔진구동상태가변하는경우, 실제 PM 방출량및 PM 산화량은서로같지않고다를수있다. 특히, 추정 PM 퇴적량은실제 PM 퇴적량보다적을수도있다. 실제퇴적량이추정퇴적량보다클경우, 퇴적된 PM의제거는충분하지않을수있다. 그와같은불충분한제거가반복된다면, 과다하게많은 PM의양이퇴적될수있다. 그와같은경우에서, 의도한것보다더많은양의 PM이급속히연소될수있다. 결과적으로, 필터는과열될것이다. 이는필터의온도열화 (thermal deterioration) 를유발한다. <4> <5> <6> <7> 발명의상세한설명본발명의목적은, 배기정화장치에퇴적된입자상물질을제거하는동안에입자상물질의추정퇴적량과실제퇴적량간편차를최소화하는제어장치를제공하는것이다. 본발명의관점은, 내연기관의배기경로에배치된배기정화장치를재생하는재생제어장치이다. 배기정화장치는상류정화구역과하류정화구역을포함한다. 재생제어장치는, 배기정화장치로부터제 1 위치상류와배기정화장치로부터제 2 위치하류사이의배기압력차, 및배기정화장치의하류정화구역으로부터제 3 위치상류와제 3 위치로부터제 4 위치하류사이의배기온도차중적어도하나를검출하는차이검출기를포함한다. 계산부에서는배기정화장치내입자상물질의추정퇴적량을계산한다. 가열제어부에서는추정퇴적량이기준퇴적량보다클경우배기정화장치를가열하여배기정화장치로부터입자상물질을제거한다. 보정제어부에서는, 추정퇴적량이가열로인하여보정판정기준범위내로떨어질경우와적어도하나의상기차이가보정기준값보다클경우에, 적어도하나의상기차이에따라추정퇴적량을보정한다. 본발명의또다른목적은내연기관의배기경로에배치되는배기정화장치를재생하는재생제어장치이다. 배기정화장치는배기경로에배치되는상류정화기구및하류정화기구를포함한다. 재생제어장치는하류정화기구의상류위치와하류위치사이의배기압력의차이및배기온도의차이중적어도하나를검출하는차이검출기를포함한다. 계산부에서는배기정화장치내입자상물질의추정퇴적량을계산한다. 가열제어부에서는, 추정퇴적량이기준퇴적량보다클경우배기정화장치를가열하여배기정화장치로부터입자상물질을제거한다. 보정제어부에서는, 추정퇴적량이가열로인하여보정판정기준범위내로떨어질경우와적어도하나의상기차이가보정기준값보다클경우에는, 적어도하나의상기차이에따라, 추정퇴적량을보정한다. 본발명의또다른관점과이점은본발명의원리를예를들어도시한참고도면과관련한아래의설명으로부터명확해질것이다. <19> 실시예제 1 실시예에따른내연기관의배기정화장치의재생제어장치가이제부터논의될것이다. 도 1은차량디젤엔진에적용되는재생제어장치를포함하는제어시스템의개략도이다. 본발명의재생제어장치의적용은디젤엔진에한정되지않는다. 즉, 본발명의재생제어장치는린번 (lean-burn) 가솔린엔진에도역시적용 - 5 -

6 될수있다. <20> <21> <22> <23> <24> <25> <26> <27> <28> <29> 디젤엔진 (2) 은제 1 내지제 4 실린더 (#1, #2, #3, #4) 를포함하는복수개의실린더를포함한다. 각실린더 (#1 내지 #4) 에서, 연소실 (4) 은흡기포트 (8) 와흡기매니폴드 (10) 를거쳐서지탱크 (12) 에연결된다. 각흡기포트 (8) 는흡기밸브 (6) 에의해개폐된다. 서지탱크 (12) 는인터쿨러 (14) 와, 배기터보차저 (16) 같은슈퍼차저에연결된다. 에어클리너 (18) 를통해공급된외기 (fresh air) 는배기터보차저 (16) 의압축기 (16a) 에의해압축된다. 서지탱크 (12) 는배기가스재순환 (EGR) 경로 (20) 의 EGR 가스공급구 (20a) 를가진다. 스로틀밸브 (22) 는서지탱크 (12) 와인터쿨러 (14) 사이의흡기경로 (13) 에배치된다. 흡입공기량센서 (24)( 흡입공기량검출장치 ) 와흡기온도센서 (26) 는압축기 (16a) 와에어클리너 (18) 사이에배치된다. 각실린더 (#1 내지 #4) 에서, 연소실 (4) 은배기포트 (30) 와배기매니폴드 (32) 에연결된다. 각배기포트 (30) 는배기밸브 (28) 에의해개폐된다. 배기터보차저 (16) 의배기터빈 (16b) 은배기매니폴드 (32) 와배기경로 (34) 사이에배치된다. 배기는, 제 4 실린더 (#4) 에가까운배기매니폴드 (32) 내위치로부터배기터빈 (16b) 으로보내진다. 각각이배기정화촉매를수용시키는 3개의배기정화기구, 즉촉매컨버터 (36, 38, 40) 는배기경로 (34) 내배치된다. 최상류에위치하는제 1 촉매컨버터 (36) 는 NOx 흡장환원촉매 (36a) 를수납한다. 정상작동하는디젤엔진 (2) 의배기가산화대기 ( 희박한 ) 에있는경우에는, NOx가 NOx 흡장환원촉매 (36a) 내에흡장된다. 배기가환원대기 ( 화학량적 (stoichiometric) 또는공연비가화학량적조건보다낮은 ) 에있는경우에는, NOx 흡장환원촉매 (36a) 내에흡장된 NOx가 NOx 흡장환원촉매 (36a) 로부터이탈되어 NO로환원되고, HC 및 CO로더욱환원된다. 이런방식으로 NOx가제거된다. 제 1 촉매컨버터 (36) 보다하류에배치되는제 2 촉매컨버터 (38) 는단일구조 (monolithic structure) 를가지는필터 (38a) 를수납한다. 필터 (38a) 의벽은배기경로를통과시키는구멍들을가진다. 필터 (38a) 의다공성벽면은 NOx 흡장환원촉매층으로코팅되어있다. 필터 (38a) 는 NOx 흡장환원촉매의바닥부 (base) 로기능한다. NOx 흡장환원촉매층은 NOx 흡장환원촉매 (36a) 와같은방식으로 NOx를제거시킨다. 배기내함유된입자상물질 (PM) 은필터 (38a) 의벽에퇴적된다. PM은 NOx가비교적높은온도하에서산화대기에노출될때떨어져나온활성산소에의해 1차산화된다. 그후, PM은둘러싸고있는과다산소 (excess oxygen) 에의해완전히산화된다. 이렇듯이, NOx 뿐만아니라 PM 역시필터 (38a) 로부터제거된다. 제 1 촉매컨버터 (36) 는제 2 촉매컨버터 (38) 와일체로형성된다. 최하류에위치하는제 3 촉매컨버터 (40) 는산화를통해 HC 및 CO를제거하기위한산화촉매 (40a) 를수납한다. 제 1 배기온도센서 (44) 는 NOx 흡장환원촉매 (36a) 와필터 (38a) 사이에배치된다. 필터 (38a) 와산화촉매 (40a) 사이에서, 제 2 배기온도센서 (46) 는필터 (38a) 에인접하여배치되고, 공연비센서 (48) 는산화촉매 (40a) 에인접하여배치된다. 공연비센서 (48) 는, 예를들어고체전해질을사용한센서이다. 공연비센서 (48) 는배기성분에기초하여배기의공연비를검출하고공연비와직선적으로비례하는전압신호를생성한다. 제 1 배기온도센서 (44) 및제 2 배기온도센서 (46) 는각위치에서배기온도 (thci 및 thco) 를각각검출한다. 압력차센서 (50) 는필터 (38a) 의상류측과하류측을연결하는관에연결된다. 압력차센서 (50) 는필터 (38a) 의상류측과하류측사이의압력차 ( P) 를검출하여필터 (38a) 의막힘정도 (clogging degree), 즉필터 (38a) 내 PM 의퇴적정도를검출한다. 배기매니폴드 (32) 는제 1 실린더 (#1) 에인접, 또는배기터빈 (16b) 으로배기를보내는제 4 실린더 (#4) 로부터멀리떨어져위치하는 EGR 경로 (20) 의 EGR 가스흡입구 (20b) 를가진다. EGR 가스를개질하기위한철제 EGR 촉매 (52), EGR 가스를냉각시키기위한쿨러 (54), 및 EGR 밸브 (56) 가 EGR 가스흡입구 (20b) 로부터이와같은순서로 EGR 경로 (20) 내에배치된다. EGR 촉매 (52) 역시쿨러 (54) 의막힘을방지하도록기능한다. EGR 가스공급구 (20a) 를통하여흡기시스템에다시공급될 EGR 가스의양은 EGR 밸브 (56) 의개방도에따라조정된다. 연료분사밸브 (58) 는각실린더 (#1 내지 #4) 내에배치되고대응하는연소실 (4) 로연소를직접분사한다. 각연료분사밸브 (58) 는연료공급관 (58a) 을통하여커먼레일 (60) 로연결된다. 전기적으로제어되는가변배출량연료펌프 (62) 는커먼레일 (60) 에고압연료를공급한다. 커먼레일 (60) 내고압연료는각연료공급관 (58a) 을통하여대응하는연료분사밸브 (58) 에배분된다. 연료압력센서 (64) 는커먼레일 (60) 내연료의압력을검출한다. 연료펌프 (62) 는연료공급관 (66) 을통하여연료첨가밸브 (68) 에저압연료를공급한다. 연료첨가밸브 (68) - 6 -

7 는배기터빈 (16b) 으로연료를분사하기위해제 4 실린더 (#4) 의배기포트 (30) 에배치된다. 연료첨가밸브 (68) 는촉매제어모드에서배기로연료를첨가한다. <30> <31> <32> <33> <34> 전자제어유닛 (ECU) 은 CPU, ROM, RAM, 및구동회로를포함하는디지털컴퓨터시스템을포함한다. 구동회로는다양한유닛을구동시킨다. ECU(70) 에는흡입공기량센서 (24), 흡기온도센서 (26), 제 1 배기온도센서 (44), 제 2 배기온도센서 (46), 공연비센서 (48), 압력차센서 (50), EGR 밸브 (56) 에포함된 EGR 개방도센서, 연료압력센서 (64), 스로틀개방도센서 (22a), 액셀러레이터개방도센서 (74), 냉각수온도센서 (76), 엔진속도센서 (80), 및실린더판별센서 (82) 로부터의검출신호들이제공된다. 액셀러레이터개방도센서 (74) 는액셀러레이터페달 (72) 의누름량 ( 액셀러레이터개방도 (ACCP)) 을검출한다. 냉각수온도센서 (76) 는디젤엔진 (2) 의냉각수온도 (THW) 를검출한다. 엔진속도센서 (80) 는엔진속도 (NE) 또는크랭크샤프트 (78) 의회전속도를검출한다. 실린더판별센서 (82) 는실린더를판별하기위하여크랭크샤프트 (78) 의회전상또는흡기캠의회전상을검출한다. ECU(70) 는이와같은검출신호들로부터엔진의구동상태를판정하여, 엔진의구동상태에따라연료분사밸브 (58) 의연료분사 ( 양및시기 ) 를제어한다. ECU(70) 는 EGR 밸브 (56) 의개방도조정, 모터 (22b) 의스로틀개방도조정, 및연료펌프 (62) 의배출량을조정하는제어를실행한다. 또한, ECU(70) 는재생모드, 유황성분분해-이탈모드 ( 이하 ' 유황제어모드 ' 로한다 ), 및정상제어모드를포함하는촉매제어를실행한다. 촉매제어는나중에설명될것이다. ECU(70) 는엔진의구동상태에따라 2개의연소모드, 즉정상연소모드와저온연소모드로부터선택된연소모드를실행한다. 저온연소모드에서는, ECU(70) 가저온연소모드용 EGR 개방도맵에기초하여큰배기재순환량을사용함으로써, 연소온도의증가를저하시켜 NOx와스모크를동시에환원시킨다. 저온연소모드는엔진의엔진부하가낮고엔진속도가낮거나중간인범위내에있을때실행된다. 저온연소모드에서는, ECU(70) 가공연비센서 (48) 에의해검출된공연비 (AF) 에기초하여스로틀개방도 (TA) 의조정을포함하는공연비피드백제어를실행한다. 저온연소모드외의연소모드는정상연소모드이다. 정상연소모드에서는, ECU(70) 가정상연소모드용 EGR 개방도맵에기초하여 ( 배기재순환을수반하지않는제어를포함하는 ) 정상 EGR 제어를실행한다. 촉매제어에관해지금부터설명될것이다. 재생모드에서, ECU(70) 는배기정화촉매내 PM의추정퇴적량이재생기준값에도달할경우, 특히제 2 촉매컨버터 (38) 의필터 (38a) 내퇴적된 PM을가열한다. PM은산화및분해되도록가열되어 CO 2 및 H 2 O를생성하고 CO 2 및 H 2 O로떨어져나온다. 재생모드에서, ECU(70) 는연료첨가밸브 (68) 로연료를반복첨가하여화학량적공연비보다높은공연비에서촉매층을 ( 예를들면 600 내지 700 로 ) 가열한다. ECU(70) 는폭발행정 (power stroke) 또는배기행정동안에대응하는연료분사밸브 (58) 로각연소실 (4) 내 ( 분사후 ) 연료분사를더욱수행할수도있다. ECU(70) 는, 나중에설명될특정조건하에서간헐적인연료첨가절차를실행함으로써연소가열을더욱실행한다. 간헐적인연료첨가절차에서, ECU(70) 는연료가첨가되지않는동안에공연비저하절차를실행한다. 공연비저하절차는, 연료첨가밸브 (68) 로부터연료를간헐적으로첨가함으로써화학량적공연비와같도록또는약간낮도록공연비를낮춘다. 이러한실시예에서는, 공연비저하절차가공연비를화학량적공연비보다약간낮추게한다. 특정한경우에서는, 연료분사밸브 (58) 의추후분사및간헐적인연료첨가절차가연소시에수행될수도있다. 재생모드에서는, NOx 흡장환원촉매 (36a) 의앞면에서의 PM 막힘 (clogging) 이제거되고, 추정퇴적량보다많은, 퇴적량의필터 (38a) 내퇴적된 PM이연소되고환원된다. <35> <36> 유황제거모드는 NOx 흡장환원촉매 (36a) 및필터 (38a) 가유황성분에의해오염되고, NOx 흡장용량과같은그배기정화용량이저하된경우에실행된다. 유황제거모드는 NOx 흡장환원촉매 (36a) 및필터 (38a) 로부터유황성분을분해및이탈시켜서 NOx 흡장환원촉매 (36a) 및필터 (38a) 가유황성분을제거하고유황오염으로부터복구된다. 유황제거모드에서, ECU(70) 는연료첨가밸브 (68) 로부터연료를반복적으로첨가함으로써촉매층을 ( 예를들어, 650 까지 ) 가열한다. ECU(70) 는연료첨가밸브 (68) 로부터연료를간헐적으로첨가함으로써화학량적공연비와같도록또는약간낮도록공연비를낮추는공연비저하절차를더실행한다. 제 1 실시예에서는, 공연비저하절차가공연비를화학량적공연비보다약간낮추게한다. 유황제거모드에서는, 연료분사밸브 (58) 를사용한추후분사가실행될수도있다. 이절차는재생모드에서특정조건하에서실행된간헐적연료첨가절차와유사하고역시 PM의연소효과를가진다. NOx 환원모드에서는, NOx 흡장환원촉매 (36a) 및필터 (38a) 에흡장된 NOx가 N 2, CO 2 및 H 2 O로환원되고, N 2, - 7 -

8 CO 2 및 H 2 O 로떨어져나온다. NOx 환원모드에서, ECU(70) 는비교적긴시간에걸쳐연료첨가밸브 (68) 로부터 간헐적으로연료를첨가하여촉매층의온도는비교적낮게 ( 예를들어, 250 내지 500 ) 설정된다. 그와같이 낮은촉매층온도에서, 공연비는화학량적공연비와같거나약간낮도록저하된다. <37> <38> <39> <40> <41> <42> 앞선 3개의촉매제어모드를제외한촉매제어는정상제어모드이다. 정상제어모드에서는, ECU(70) 가연료첨가밸브 (68) 로연료첨가및연료분사밸브 (58) 로추후분사를수행하지않는다. 재생모드에서 ECU(70) 에의해실행되는절차가지금부터논의될것이다. 재생모드의실행판정을보여주는도 2의플로우차트및재생모드를보여주는도 3의플로우차트는각각소정의시간주기 (time cycle) 내에서인터럽트 (interrupt) 로실행된다. 도 2에서재생모드실행판정의결과는도 3에서재생제어를시작하는지여부를판정한다. 재생모드실행판정 ( 도 2) 이먼저설명된다. S102 단계에서 ECU(70) 는, 도 2에서하나의제어주기동안에디젤엔진 (2) 의각연소실 (4) 로부터방출된 PM의전체량인입자상물질방출량 (PMe) 을계산한다. 본실시예에서, ECU(70) 는실험을통하여사전에생성된맵을참고하여입자상물질방출량 (PMe) 을계산한다. 이맵은예를들어엔진속도 (NE), 그리고엔진부하 ( 예를들면, 연료분사밸브 (58) 의연료분사량 ) 와방출량을연관시킨다. ECU(70) 는엔진속도 (NE) 및엔진부하로부터입자상물질방출량 (PMe) 을계산한다. S104 단계에서, ECU(70) 는필터 (38a) 내에퇴적또는갇혀있는 PM의산화량 (PMc) 을계산한다. 산화량 (PMc) 은이절차의하나의제어주기동안산화를거쳐제거된, 갇혀있는 PM의양이다. 제 1 실시예에서, ECU(70) 는실험을통해사전에생성된맵을참고로하여산화량 (PMc) 을계산한다. 이맵은필터 (38a) 의촉매층온도 ( 예를들어, 제 2 배기온도센서 (46) 에의해검출된배기온도 (thco)), 그리고흡입공기량 (GA) 과산화량을연관시킨다. ECU(70) 는배기온도 (thco) 및흡입공기량 (GA) 로부터산화공기량을계산한다. S106 단계에서, ECU(70) 는수학식 1을사용하여추정된 PM 퇴적량을계산한다. <43> <44> <45> <46> <47> <48> <49> 수학식 1 PMsm Max[PMsm + PMe - PMc, 0] 수학식 1에서, 오른쪽의추정퇴적량 (PMsm) 은이절차의전주기에서계산된값이다. Max는괄호내값중최대값을추출하는연산자를나타낸다. 예를들면, PMsm + PMe - PMc가양의값을나타낼경우, PMsm + PMe - PMc의결과값은상기수학식의왼쪽인추정퇴적량으로입력된다. PMsm + PMe - PMc가음의값인경우에는, 제로값 ( 그램 ) 이상기수학식의왼쪽인추정퇴적량으로입력된다. S108 단계에서, ECU(70) 는추정퇴적량 (PMsm) 이재생기준값 (PMstart)( 기준퇴적량에대응 ) 이상인지를확인해서재생모드를시작할것인지를판정한다. PMsm이 PMstart보다작을경우에는 (S108 단계에서, NO), ECU(70) 가일시적으로이절차를중단한다. PMsm이 PMstart보다작은상태는도 6의타이밍차트에도시된 t0 시점전의상태와대응된다. 디젤엔진 (2) 의구동상태로인하여 PMe가 PMc보다큰상태가계속되는경우에는, S102, S104, 및 S106 단계가반복된다. 이로인해추정퇴적량 (PMsm) 이점차증가한다. 그러나, PMsm이 PMstart보다작은동안에는 (S108 단계에서, NO), ECU(70) 가이절차를일시적으로중단한다. 추정퇴적량 (PMsm) 이증가하여 PMsm PMstart를충족시키는경우 (S108 단계에서, YES), ECU(70) 는유황제거모드에서 PM 제거를위한가열이중단되는지여부를판정한다. 유황제거모드에서 PM 제거가열이중단되는경우 (S110 단계에서, NO), ECU(70) 는이절차를일시적으로중단한다. 유황제거모드에서 PM 제거가열이수행되는경우 (S110 단계에서, YES), ECU(70) 는재생제어를시작한다 ( 도 6의 S112 단계에서, t0). 이경우, 도 3의재생제어는주기적으로실행된다. 도 3을참고로하여재생제어가설명될것이다. ECU(70) 는도 2에서재생모드실행판정을실행한후에재생제어를실행한다. 따라서, 재생제어는재생모드실행판정과같은주기로실행된다. S122 단계에서, ECU(70) 는이전주기에서계산된추정퇴적량 (PMsm) 이보정판정기준범위이내 ( 보정판정기준범위의최대값 (BUpm) 이하 ) 인지여부를판정한다. 도 6에도시된바와같이, 최대값 (BUpm) 은재생기준값 (PMstart) 보다는상당히작고, 중단판정값 (PMend)( 예를들어, 0그램 ) 보다는약간크다

9 <50> <51> <52> <53> <54> <55> <56> <57> <58> <59> <60> <61> PMsm이 BUpm보다큰경우에는 ( 도 6의 S122 단계에서, t0 내지 t1), ECU(70) 는 S146 단계에서 PM 제거가열의개시를설정 ( 지시 ) 하고일시적으로이절차를중단한다. PM 제거가열에서, 연료첨가밸브 (68) 는상술한방식으로반복적으로연료를첨가한다. 이로인해촉매는화학량적공연비보다높은공연비의대기에노출되고촉매층온도 ( 배기온도 (thci)) 는증가한다 ( 예를들어, 600 내지 700 ). 그후, 입자상물질방출량 (PMe) 은산화량 (PMc) 보다적어지고, 추정퇴적량 (PMsm) 은점차감소한다. PMsm이 BUpm보다큰동안에는 (S122 단계에서, NO), 상술한연료첨가에의해 PM을제거하기위한절차는계속된다. 추정퇴적량 (PMsm) 은점차감소하여중단판정값 (PMend) 에도달한다. 추정퇴적량 (PMsm) 이감소하여 PMsm BUpm을충족하는경우에 (S122 단계에서, YES), ECU(70) 는유황제거모드이외의모드가현재실행되고있는지, 또한유황제거모드이외의모드가요청되었는지여부를판정한다 (S124 단계 ). 유황제거모드가실행되는경우, 또는유황제거모드가요청된경우 (S124 단계 ), ECU(70) 는 PM 제거가열을중지하고 (S138 단계 ), 일시적으로이절차를중단한다. 연소가열과비슷한절차가유황제거모드에서수행되기때문에 PM 제거가열은중지된다. 유황제거모드이외의모드가실행되고유황제거모드는요청되지않는경우 (S124 단계에서, YES), ECU(70) 는도 4의보정기준값맵 (MAPdp) 을참고하여흡입공기량 (GA) 에대응하는보정기준값 (DP) 을판정한다 (S126 단계 ). ECU(70) 는, 흡입공기량 (GA) 에대한필터 (38a) 의상류측및하류측사이의압력차이 ( P) 의 P/GA 비율이보정기준값 (Dp) 이상인지여부를판정한다 (S128 단계 ). 그 P/GA 비율은배기압력차에대응된다. 따라서, 기준값 (Dp) 은 P/GA 비율의최소값으로사용된다. 필터 (38a) 의막힘을판별하는정확도는기준값 (Dp) 을판정함으로써보장된다. 배기유량 (exhaust flow amount) 에대한압력차이 ( P) 의비율은실제구동상태를정확히반영하는 P/GA 비율대신에사용되는것이바람직하다. 그러나, 흡입공기량 (GA) 은배기유량에직접적으로비례한다. 그러므로, P/GA 비율의이용이제어정확도에영향을미치지는않는다. P/GA 비율을 Dp 값과비교하는대신에, 압력차이 ( P) 가배기유량 ( 또는흡입공기량 (GA)) 에따라크게설정되는보정기준값 ( 예를들어, Dp*GA) 과비교될수도있다. 이경우, 압력차이 ( P) 는배기압력차에대응된다. P/GA가 Dp보다작을경우 (S128 단계에서, NO), 필터 (38a) 는 PM으로막히지않고, 추정퇴적량 (PMsm) 은실제퇴적량에서벗어나지않는다. 이경우, ECU(70) 는 S140 단계에서추정퇴적량 (PMsm) 이중단판정값 (PMend) 이하인지여부를판정한다. 재생제어의초기상태에서, PMsm은 PMend보다작다 (S140 단계에서, NO). 그러므로, PM 제거가열은계속된다 (S146 단계 ). 이경우, 도 6에서와같이, 추정퇴적량 (PMsm) 은수학식 1을사용한계산에따라 t1 시점이후점차감소를계속한다. P/GA가 Dp보다작은상태가계속되고 (S128 단계에서, NO), 추정퇴적량 (PMsm) 이감소하여 PMsm PMend(0그램 ) 을충족하는경우 (S140 단계에서 YES, 도 6에서 t2), ECU(70) 는 PM 제거가열을중지하고 (S142 단계 ), 재생모드를종료한다 (S144 단계 ). 그후, ECU(70) 는일시적으로이절차를중단한다. 이로써필터 (38a) 내에주로갇혀있던 PM의제거가완료된다. 추정퇴적량이증가하여다시 PMsm PMstart를충족시키는경우 ( 도 2의 S108 단계에서, YES), 재생제어가유황제거모드에의해중지되지않는한 (S110 단계에서, YES), 재생제어는아래에설명되는방식으로다시시작된다 (S112 단계 ). 다음은, 필터 (38a) 가 PM으로막히고추정퇴적량 (PMsm) 이실제퇴적량으로부터벗어나는경우를설명한다. 이경우, S122 단계에서의판정이 YES이고, S124 단계에서의판정이 YES가된후에 P/GA 비는보정기준값 (Dp) 이상이된다 (S128 단계에서, YES). S130 단계에서, ECU(70) 는 S128 단계에서 YES로판정되는횟수, 즉 P/GA 비율이 Dp값이상인것으로연속하여판정되는횟수가중지판정횟수 (Np)( 예를들어, 2회 ) 이하인지여부를판정한다. 예를들면, 판정횟수가, S130 단계에서의판정이처음으로실행 (S130 단계에서, YES) 된것과같이중지판정횟수 (Np) 보다작은경우에, ECU(70) 는도 5의부가보정량맵 (MAPadd) 을참고하여 P/GA 비율에대응하는증가보정량 (PMadd) 을판정한다 (S132 단계 ). P/GA 비율은실제퇴적량으로부터의추정퇴적량 (PMsm) 의편차를반영한다. 부가보정맵 (MAPadd) 은 P/GA 비율에따른, 또는상술한편차에따른부가보정량 (PMadd) 을나타낸다. P/GA 비율과부가보정량 (PMadd) 사 - 9 -

10 이의관계는실험을통하여결정된다. <62> ECU(70) 는수학식 2 를사용하여추정퇴적량을얻거나보정한다. <63> <64> <65> <66> <67> <68> <69> <70> <71> <72> <73> <74> 수학식 2 PMsm PMsm + PMadd 이경우, 추정퇴적량 (PMsm) 은실제퇴적량에근접하거나동일한값으로증가한다 (t11). S136 단계에서, ECU(70) 는 PM 제거가열을연소가열로전환시키고이절차를일시적으로중단시킨다. 연소가열이시작되면, NOx 흡장환원촉매 (36a) 의앞면에서의 PM 막힘은제거되어, 추정퇴적량 (PMsm) 보다많은필터 (38a) 내퇴적된 PM의양이연소된다. 이는실제퇴적량으로부터의추정퇴적량 (PMsm) 의편차를줄여준다. 추정퇴적량은일단중단판정값 (PMend) 보다약간큰최대값 (BUpm) 이하가되도록저하된다. 그러므로, 비록추정퇴적량 (PMsm) 이실제퇴적량으로부터벗어난다하더라도, 연소가열로인하여많은양의 PM이급속히연소되는경우는피할수있다. PMsm이 BUpm보다큰기간동안에 (S122 단계에서, NO), 연소형 PM 제거가열이수행된다 (S146 단계 ). PMsm BUpm이다시충족되고 (S122 단계에서 YES, 도 7의 t12) P/GA가 Dp보다작고 (S128 단계에서, NO) PMsm이 PMend보다큰경우에 (S140에서, NO), PM 제거가열이도 7의실선과같이계속된다 (S146 단계 ). PMsm PMend이충족되는경우 (S140 단계에서, YES), PM 제거가열이중지되고 (S142 단계 ), 재생모드가완료된다 (S144 단계, 도 7의 t13). P/GA Dp가충족되는경우 (S128 단계에서, YES), ECU(70) 는 S128 단계에서의판정횟수가중지판정횟수 (Np)(2회) 이하인지여부를판정한다 (S130 단계 ). 예를들어, S128 단계에서판정이 2번실행되는경우 (S130 단계에서, YES), ECU(70) 는 P/GA 비율에기초하여부가보정량 (PMadd) 을다시판정하여 (S132 단계 ), 업데이트된부가보정량 (PMadd) 으로추정퇴적량 (PMsm) 을보정한다 (S134 단계 ). 그러므로, 도 7의점선과같이추정퇴적량 (PMsm) 은최대값 (BUpm) 보다큰값까지다시증가한다 (t12). ECU(70) 는연소가열을계속하여 (S136 단계 ), 이절차를일시적으로중단한다. 계속되는연소가열로인해실제퇴적량으로부터의추정퇴적량 (PMsm) 의편차는더욱줄어든다. PMsm이 BUpm보다큰기간동안 (S122 단계에서, NO), ECU(70) 는연소가열을계속한다 (S146 단계 ). PMsm BUpm이다시충족되는경우 (S122 단계에서 YES, 도 7의 t14) 에, 그리고 P/GA가 Dp보다작고 (S128 단계에서, NO), PMsm이 PMend보다큰경우 (S140 단계에서, NO), ECU(70) 는연소형 PM 제거가열을계속한다 (S146 단계 ). PMsm PMend가충족되는경우 (S140 단계에서 YES, 도 7의 t15), ECU(70) 는 PM 제거가열을중지하고 (S142 단계 ), 재생모드를완료시킨다 (S144 단계 ). P/GA Dp가충족되는경우 (S128 단계에서 YES, t13), P/GA 비에관한판정이 3번실행된다 (S130 단계에서, NO). 이경우, ECU(70) 는 P/GA가 Dp보다작은경우에실행된절차와동일한절차를실행한다. PMsm PMend가도 7의점선과같이충족되는경우 (S140 단계에서 YES, 도 7의 t15), ECU(70) 는 PM 제거가열을중지하고 (S142 단계 ), 재생모드를완료시킨다 (S144 단계 ). 압력차이센서 (50) 및흡입공기량센서 (24) 가차이검출기로작용한다. S122 내지 S134 단계들을실행하는 ECU(70) 는추정퇴적량의보정제어부로기능한다. 제 1 실시예는아래에설명되는이점을가진다. (a) 배기의흐름저항이증가하고, 필터 (38a) 의상류측과하류측사이의배기압력차 ( P/GA) 는제 2 촉매컨버터 (38) 의필터 (38a) 내 PM 막힘의정도가증가하는만큼증가한다. 추정퇴적량 (PMsm) 이실제퇴적량으로부터벗어나지않는경우, 배압차 ( P/GA) 는추정퇴적량 (PMsm) 에대응한다. 따라서, 추정퇴적량 (PMsm) 이보정판정기준범위내로떨어지는경우, 압력차이센서 (50) 에의해검출된배압차 ( P/GA) 가보정판정기준범위 ( BUpm) 내라면, 추정퇴적량 (PMsm) 이정확한것이다. 배압차 ( P/GA) 가보정판정기준범위보다큰경우, 실제퇴적량은추정퇴적량 (PMsm) 보다크다. 그러한상태가계속된다면, 잔여 PM이있더라도재생모드는완료된다. 그러한잔여 PM 제거가퇴적되는경우에, 실제퇴적량으로부터의추정퇴적량의편차가점차증가한다. 이는급속히연소되도록의도된바보다도많은 PM 양으로이어진다. 결과적으로, 필터 (38a) 는과열되고필터 (38a) 를유발할수있다

11 <75> <76> <77> <78> <79> <80> <81> <82> <83> <84> <85> 제 1 실시예에서, ECU(70) 는 PMsm BUpm이충족되는경우에 P/GA와보정기준값 (Dp) 을비교하여추정퇴적량 (PMpm) 이실제퇴적량으로부터벗어나있는지여부를판정한다. P/GA Dp가충족되면, ECU(70) 는부가보정량맵 (MAPadd) 을참고하여 P/GA 비율에대응하는부가보정량 (PMadd) 을판정하고추정퇴적량 (PMsm) 을부가보정량 (PMadd) 으로보정한다. P/GA 비율이증가함에따라, 부가보정량 (PMadd) 이증가한다. 이로써, 추정퇴적량 (PMsm) 은실제퇴적량에도달하거나동일하게된다. 이렇듯이, 추정퇴적량 (PMsm) 과실제퇴적량사이의편차가최소화되어필터 (38a) 내에퇴적된 PM이적절히제거된다. 이로써많은양의 PM이급속히연소되는것이억제된다. (b) 통상적으로, 배기의유량에따라배기흐름의흐름균일성 (flow uniformity) 이변하고배압과배기온도를검출하는센서의정확도가떨어진다. 따라서, 배기유량에따라보정기준값이설정되는것이바람직하다. 제 1 실시예에서, ECU(70) 는도 4의보정기준맵 (MAPdp) 을참고하여보정기준값 (Dp) 을판정한다. 보정기준값맵 (MAPdp) 의보정기준값 (Dp) 은흡입공기량 (GA) 이증가함에따라작아지도록설정된다. 흡입공기량 (GA) 이증가함에따라, 배기유량이증가한다. 이로써배기유량의흐름균일성이개선된다. 그러므로, 흡입공기량 (GA) 이증가함에따라보정기준값 (Dp) 은감소하고, 흡입공기량 (GA) 이감소함에따라보정기준값 (Dp) 은증가한다. 이로써추정퇴적량 (PMsm) 을매우정확하게보정하는시점이판정되고, 따라서부가보정량 (PMadd) 을매우정확하게얻을수있다. 그러므로, 추정퇴적량 (PMsm) 은매우정확하게보정되고실제퇴적량으로부터의추정퇴적량 (PMsm) 의편차는더정확하게최소화된다. (c) 흡입공기량센서 (24) 에의해검출된흡입공기량 (GA) 이배기유량대신에사용된다. 따라서, 적절한보정기준값 (Dp) 이용이하게설정되고, 정확도높은부가보정량 (PMadd) 이매우정확한시기에용이하게얻어질수있다. (d) 최대값 (BUpm) 을사용하여얻어지는보정판정기준범위는재생모드가완료되기직전에추정퇴적량 (PMs m) 에의해얻어지는범위내로설정된다. 실제 PM 퇴적량은 PM 제거를위한정상적인가열을실행함으로써충분히감소된다. 그러므로, 연소가열이실시되어동시에모든 PM을연소하는경우일지라도, 연소가열이많은양의 PM을급속히연소하는상황은피할수있다. 따라서, 그러한특별가열로도필터 (38a) 는과열되지않고필터 (38a) 의열화는발생하지않는다. 그러므로, 퇴적된입자상물질은적절히제거된다. (e) 보정된추정퇴적량 (PMsm) 이보정판정기준범위내로다시떨어지고 P/GA Dp 가충족되는경우에, ECU(70) 는추정퇴적량 (PMsm) 의보정을반복한다. 따라서, 실제퇴적량으로부터이전주기에서추정퇴적량 (PMsm) 의편차를위한보상이불충분한경우라도, 추정퇴적량 (PMsm) 을반복하여보정함으로써실제퇴적량으로부터의추정퇴적량 (PMsm) 의편차를거의완벽하게제거할수있다. (f) 재 (ash) 와같은불연성물질의존재로인하여 P/GA Dp가충족되는상황이계속될수있다. 이러한경우에, 재생모드를연장하기위하여추정퇴적량 (PMsm) 을반복해서보정하는것은연비 (fuel efficiency) 를더욱낮출수있다. 그러므로, ECU(70) 는추정퇴적량 (PMsm) 이보정되는횟수를제한하여연비가낮아지는것을방지한다. 본실시예에서, 중지판정횟수 (Np) 는, 추정퇴적량 (PMsm) 의보정이 3회연속하여실행되지않도록 2회로설정된다. (g) 유황제거모드는연소가열과동일한효과를가진다. 그러므로, 추정퇴적량 (PMsm) 이실제퇴적량으로부터벗어나는경우일지라도, 유황제거모드에서그편차는감소되거나제거된다. 따라서, ECU(70) 는유황제거모드에서추정퇴적량 (PMsm) 을보정하지않는다. 이렇듯이, 특히연소가열인재생모드는연비저하방지를위하여자주실행되지는않는다. 본발명의제 2 실시예에따른내연기관의배기정화장치의재생제어가도 8을참고로하여지금부터설명될것이다. 제 2 실시예에서는, 하류배기정화기구에대응되는, 필터 (38a) 의상류및하류측사이의배기온도차 ( THC, thco-thci) 가배압차 ( P/GA) 를대신하여사용된다. 즉, ECU(70) 는 THC가보정기준값 (Dth) 이상인지여부를판정한다. 보정기준값 (Dth) 은예를들어, 200 내지 300 사이의값이다. 도 8의 S125, S127, S129 및 S131 단계는각각도 3의 S126, S128, S130 및 S132를대신한다. 다른부분은제 1 실시예와동일하다. S124 단계의판정이 YES일경우에, ECU(70) 는수학식 3에따라배기온도차 ( THC) 를얻는다. 수학식

12 <86> <87> <88> <89> <90> <91> <92> <93> <94> <95> <96> <97> THC thco - thci ECU(70) 는배기온도차 ( THC) 가보정기준값 (Dth) 이상인지여부를판정한다 (S127 단계 ). THC가 Dth보다작고 (S127 단계에서, NO), PMsm이 PMend보다큰경우 (S140 단계에서, NO), ECU(70) 는 PM 제거가열을계속한다 (S146 단계 ). PMsm PMend를충족하는경우 (S140 단계에서, YES), ECU(70) 는 PM 제거가열을중지하고 (S142 단계 ), PM 재생제어모드를종료한다 (S144 단계 ). 이러한단계들동안에, PMsm은도 6의타이밍차트에도시된바와같이변한다. THC Dth가충족되는경우 (S127 단계에서, YES), ECU(70) 는현재의 PM 제거가열을반복하는동안에 YES로응답된 S127의판정횟수가중지판정횟수 (Np)( 예를들어, 2회 ) 이하인지를확인한다 (S129 단계 ). 예를들어, S127 단계가첫번째로실시된경우, ECU(70) 는 S129 단계의결과를 YES로판정한다. 이경우, ECU(70) 는도 9의부가보정량맵 (MAPtad) 을참고하여배기온도차 ( THC) 에대응하는부가보정량 (PMadd) 을판정한다 (S131 단계 ). NOx 흡장환원촉매 (36a) 의앞면막힘으로인하여실제퇴적량으로부터추정퇴적량 (PMsm) 이편차를일으키는경우, PM 제거가열을실시하기위하여연료첨가밸브 (68) 로부터첨가된연료는, NOx 흡장환원촉매 (36a) 를통과할때급격히연소되고, 필터 (38a) 내응축물질에서연소된다. 이로인해 NOx 흡장환원촉매 (36a) 의앞면이막히지않은경우와비교하여배기온도차 ( THC) 가증가한다. 한편, 배기온도차 ( THC) 는 NOx 흡장환원촉매 (36a) 의앞면막힘으로인하여유발된실제퇴적량과추정퇴적량과의편차를반영한다. 부가보정량맵 (MAPtad) 은배기온도차 ( THC) 에대응하는부가보정량 (PMadd) 을저장한다. 편차의정도는, 배기온도차 ( THC) 가증가함에따라더욱커진다. 따라서, 부가보정량 (PMadd) 은배기온도차 ( THC) 가증가함에따라증가한다. 배기온도차 ( THC) 와부가보정량 (PMadd) 과의관계는실험을통하여얻어진다. ECU(70) 는부가보정량 (PMadd) 을사용하여수학식 2에따라추정퇴적량 (PMsm) 을보정한다 (S134 단계 ). 이로인하여추정퇴적량 (PMsm) 이증가하여도 7의타이밍차트에도시된바와같이실제퇴적량에도달하거나동일하게된다. ECU(70) 는 PM 제거가열을연소가열로전환한다 (S136 단계 ). 비록연소가열개시시에추정퇴적량 (PMsm) 이실제퇴적량과편차를보이더라도, 추정퇴적량 (PMsm) 은중단판정값 (PMend) 보다약간큰최대값 (BUpm) 이하이다. 따라서, 비록연소가열이실시되더라도많은양의 PM이급격하게연소되는것은아니다. 그러므로, 필터 (38a) 는과열되지않는다. PMsm이 BUpm보다큰기간동안에 (S122 단계에서, NO), ECU(70) 는연소가열을실시함으로써 PM을제거한다 (S146 단계 ). PMsm BUpm이다시충족되고 (S122 단계에서, YES), S124 단계의판정이 YES인경우, ECU(70) 는배기온도차 ( THC) 를계산한다 (S125 단계 ). THC가보정기준값 (Dth) 보다작고 (S127 단계에서, NO), PMsm이 PMend보다클경우 (S140 단계에서, NO), ECU(70) 는 PM 제거가열을계속한다 (S146, 도 7의실선 ). PMsm PMend가충족되면 (S140 단계에서, YES), ECU(70) 는 PM 제거가열을중지하고 (S142 단계 ), PM 재생제어모드를종료한다 (S144 단계 ). THC Dth가다시충족되는경우 (S127 단계에서, YES), ECU(70) 는 S127 단계에서 YES로판정되는횟수가중지판정횟수 (Np)(2회) 이하인지여부를확인한다 (S129 단계 ). 현재판정횟수가 2회이기때문에, ECU(70) 는 THC에기초하여부가보정량 (PMadd) 을계산하고, 부가보정량 (PMadd) 을업데이트하여추정퇴적량 (PMsm) 을업데이트된부가보정량 (PMadd) 으로다시보정한다 (S134 단계 ). 도 7에서점선으로도시된바와같이, 이로인하여추정퇴적량이보정판정기준범위의최대값 (BUpm) 보다큰값으로다시증가한다. ECU(70) 는연소가열을계속하고 (S136 단계 ), 일시적으로이절차를중단한다. 연소가열을계속하면추정퇴적량과실제퇴적량의편차를더욱없앨수있다. PMsm이 BUpm보다큰기간동안에 (S122 단계에서, NO), ECU(70) 는연소가열을계속한다 (S146 단계 ). PMsm BUpm이다시충족된다하더라도 (S122 단계에서, YES), THC Dth가충족되는한 (S127 단계에서, YES), ECU(70) 는 S129 단계의결과를 NO라고판정한다. THC Dth가충족되거나 THC가 Dth보다작더라도, ECU(70) 는 S140 단계까지진행한다. 연소가열이계속되고 PMsm BUpm이충족된다면 (S140 단계에서, YES), ECU(70) 는 PM 제거가열을중지하고 (S142), PM 재생제어모드를종료한다 (S144 단계 ). 제 1 배기온도센서 (44) 와제 2 배기온도센서 (46) 는차이검출기로작용한다. 도 8의 S122부터 S134까지실행하

13 는 ECU(70) 는추정퇴적량을보정하는보정제어부로기능한다. <98> <99> <100> <101> <102> <103> <104> <105> <106> <107> <108> <109> <110> <111> <112> <113> 제 2 실시예는아래에설명되는이점을가진다. (a) d필터 (38a) 가 PM으로막히기전에 NOx 흡장환원촉매 (36a)( 상류배기정화기구 ) 가 PM으로막히는경우, 배기는재생제어동안에 NOx 흡장환원촉매 (36a) 의오직제한된구역만을통과한다. 그러므로, NOx 흡장환원촉매 (36a) 의반응열이불충분하고, 반응열은하류필터 (38a) 내에서고르지않게 (unevenly) 생성된다. 따라서, 제 2 실시예에서는, 필터 (38a) 의상류및하류측사이의배기온도차 (thco-thci) 가배기압력차 ( P/GA) 대신에사용된다. ECU(70) 는온도차가보정기준값 (Dth) 이상인경우추정퇴적량을보정한다. 이로인해추정퇴적량이실제퇴적량에도달내지동일하게된다. 이렇듯이, 추정퇴적량과실제퇴적량과의편차가최소화되어퇴적된 PM은적절히제거된다. 이로인해, 많은양의 PM이급속히연소되는것이억제된다. (b) 제 2 실시예는제 1 실시예에서설명된 (b) 내지 (g) 의이점을마찬가지로가진다. 본발명의제 3 실시예에따른내연기관의배기정화장치의재생제어가지금부터논의될것이다. 제 3 실시예에서는, 도 3의플로우차트를대신하여도 10, 도 11의플로우차트가수행된다. 도 10 및도 11의플로우차트는도 3 및도 8의플로우차트를조합하여얻어진다. 즉, 배기압력차 ( P/GA) 의판정 (S128 단계 ), 또는배기온도차 ( THC) 의판정 (S127 단계 ) 이 YES인경우에, S150, S152, S131, S132, S134, 및 S136이수행된다. 다른단계와관련해서는도 3 또는도 8을참고한다. P/GA Dp이충족되거나 (S128 단계에서, YES), THC Dth가충족되는경우 (S127 단계에서, YES), ECU(70) 는 S127과 S128 단계에서 YES로판정하는횟수가중지판정횟수 (Np) 이하인지여부를판정한다 (S150 단계 ). YES로판정한횟수가 Np 이하라면 (S150 단계에서, YES), ECU(70) 는현재의 S150 단계가 S128에서 YES라는판정에의한것인지를확인한다 (S152 단계 ). 만일현재의 S150 단계가 S128에서 YES라는판정에의한것이라면 (S152 단계에서, YES), ECU(70) 는도 5의부가보정맵 (MAPadd) 을참고하여배기압력차 ( P/GA) 에대응하는부가보정량 (PMadd) 을판정한다 (S132 단계 ). 만일현재의 S150 단계가 S128에서 NO라는판정및 S127 단계에서 YES라는판정에의한것이라면 (S152 단계에서, NO), ECU(70) 는도 9의부가보정맵 (MAPtad) 을참고하여배기온도차 ( THC) 에대응하는부가보정량 (PMadd) 을판정한다 (S131). ECU(70) 는수학식 2에따라부가보정량 (PMadd) 으로추정퇴적량 (PMsm) 을보정한다 (S134 단계 ). 이로인하여추정퇴적량 (PMsm) 이증가하여실제퇴적량에도달하거나동일하게된다. ECU(70) 는추정퇴적량을보정한후 PM 제거가열을연소가열로전환하고 (S136 단계 ), 이절차를일시적으로중단한다. 연소가열은, NOx 흡장환원촉매 (36a) 의앞면을막히게하는 PM을제거하고, 추정퇴적량 (PMsm) 보다많은필터 (38a) 내퇴적된많은양의 PM을연소하며, 추정퇴적량 (PMsm) 과실제퇴적량간의편차를서서히줄인다. 연소가열개시시에, 추정퇴적량 (PMsm) 이실제퇴적량과편차를보이더라도, 추정퇴적량 (PMsm) 은중단판정값 (PMend) 보다약간큰최대값 (BUpm) 이하이다. 따라서, 연소가열은많은양의 PM을급격하게연소하지않고, 필터 (38a) 는과열되지않는다. 압력차센서 (50), 흡입공기량센서 (24), 제 1 배기온도센서 (44), 및제 2 배기온도센서 (46) 는차이검출기로작용한다. S122, S124, S125, S126, S128, S150, S152, S131, 및 S132 단계들에서재생제어 ( 도 10 및도 1 1) 를실행하는 ECU(70) 는보정제어부로기능한다. 제 3 실시예는다음과같은이점을가진다. (a) 제 1 실시예및제 2 실시예에서설명된이점이얻어진다. 특히, 필터 (38a) 의상류및하류측사이의배기압력차 ( P/GA) 에덧붙여, 필터 (38a) 의상류및하류측사이의배기온도차 ( THC) 가사용된다. 따라서, 추정퇴적량 (PMsm) 과실제퇴적량간의편차가최소화되어퇴적된 PM이적절히제거된다. 이로인하여많은양의 PM 의급속한연소를신뢰성있게방지한다. 본발명의제 4 실시예에따른내연기관의배기정화장치의재생제어장치가지금부터설명될것이다. 제 4 실시예에서는, 도 12를참고하면, 제 1 실시예에서설명된 2개의촉매컨버터, 즉제 1 촉매컨버터와제 2 촉매컨버터대신에 NOx 흡장환원촉매로바닥코팅된단일필터 (138a) 가사용된다. 압력차센서 (150) 가필

14 터 (138a) 의상류및하류측사이의압력차 ( P) 를검출한다. 제 1 배기온도센서 (144) 는필터 (138a) 안배기온 도 ( 배기온도 (thci)) 를검출한다. 제 2 배기온도센서 (46), 공연비센서 (48), 제 3 촉매컨버터 (40), 및산화촉 매 (40a) 는제 1 실시예에서대응되는구성요소와동일하므로, 상기구성요소에는동일한참조번호가주어진다. <114> <115> <116> <117> <118> <119> <120> <121> 압력차센서 (150) 는배기정화장치의상류및하류측사이의배기압력차 ( P/GA) 를검출한다. 제 1 배기온도센서 (144) 는필터 (138a) 내배기의온도를검출한다. 제 2 배기온도센서 (46) 는필터 (138a) 의출구부근에서배기의온도를검출한다. 따라서, 제 1 및제 2 배기온도센서 (144, 46) 는배기정화장치의비교적하류구역에서배기온도차 ( THC(thco-thci)) 를검출한다. 제 1 내지제 3 실시예에서설명된재생모드실행판정및재생제어가실행된다. 제 4 실시예는다음과같은이점을가진다. (a) 제 4 실시예에따른촉매배치역시추정퇴적량 (PMsm) 과실제퇴적량간의편차를최소화하여퇴적된 PM이적절히제거된다. 이로인해많은양의 PM이급속하게연소되는것이방지된다. 본발명이, 발명의요지에서벗어나지않은범위에서수많은다른형태로변형될수있다는점은당업자에게명백하다. 특히, 본발명은다음과같은형태로변형될수도있다는점이이해되어야한다. (1) 상술한실시예에서, 배기압력차 ( P/GA) 와관련한판정또는배기온도차 ( THC) 와관련한판정이 YES인경우에, 연소가열이실시된다. 그러나, 이와같은특별한가열로전환하는대신에통상적인 PM 제거가열이계속되어도무방하다. (2) 상술한실시예에서의최대값 (BUpm) 은중단판정값 (PMend) 과동일한값이어도무방하다. (3) 상술한실시예에서, 배기유량은디젤엔진 (2) 의구동상태로부터, 예를들면흡입공기량센서 (24) 를사용한흡입공기량 (GA) 을검출하는대신에맵을이용한엔진속도 (NE) 및연료분사량 (GA) 으로부터계산되어도무방하다. P/ 배기유량은다양한절차에서배압차로이용되어도무방하다. 나아가, 보정기준값맵 (MAPdp) 은배기유량에기초하여생성되어도무방하다. <122> 산업상이용가능성 본예들과실시예는예시적이고제한없이고려되어야하고, 본발명은여기에주어진상세한설명에한정되는 것이아니라, 첨부되는청구범위의요지및균등범위내에서변형될수있다. <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> <15> <16> <17> <18> 도면의간단한설명본발명은, 그목적및이점과더불어참고도면과함께바람직한본실시예의아래의설명을참고로하여가장잘이해될수있다 : 도 1은본발명의제 1 실시예에따른차량디젤엔진의제어시스템의개략도, 도 2는도 1에도시된 ECU에의해실행되는재생모드실행판정의플로우차트, 도 3은도 1에도시된 ECU에의해실행되는재생제어의플로우차트, 도 4는보정기준값맵 (MAPdp), 도 5는첨가보정량맵 (MAPadd), 도 6 및도 7은제 1 실시예의재생제어의타이밍차트, 도 8은본발명의제 2 실시예에따른재생제어의플로우차트, 도 9는첨가보정량맵 (MAPtad), 도 10 및도 11은본발명의제 3 실시예에따른재생제어의플로우차트, 그리고도 12는본발명의제 3 실시예에따른배기정화장치의개략도이다

15 도면 도면

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18 도면 4 도면

19 도면 6 도면

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