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KR102335346B1 - 냉각수 유량 제어 방법 - Google Patents

냉각수 유량 제어 방법 Download PDF

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KR102335346B1
KR102335346B1 KR1020170088299A KR20170088299A KR102335346B1 KR 102335346 B1 KR102335346 B1 KR 102335346B1 KR 1020170088299 A KR1020170088299 A KR 1020170088299A KR 20170088299 A KR20170088299 A KR 20170088299A KR 102335346 B1 KR102335346 B1 KR 102335346B1
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KR
South Korea
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temperature
cooling water
low
temperature sensor
radiator
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남기훈
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현대자동차 주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉각수 유량 제어 방법에 관한 것으로, 엔진과 고온 라인을 통해 연통하는 고온 라디에이터; 상기 고온 라인 상에 구비되는 고온 냉각수 펌프; 상기 엔진과 상기 고온 라디에이터를 흐르는 고온 냉각수의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 고온 수온 센서; 상기 엔진으로 유입되는 EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러 및 흡기를 냉각하는 인터 쿨러와 저온 라인을 통해 연통하는 저온 라디에이터; 상기 저온 라인 상에 구비되는 저온 냉각수 펌프; 상기 인터 쿨러 하류의 온도를 측정하는 인터 쿨러 온도 센서; 상기 엔진으로 유입되는 공기의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 공기 온도 센서; 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터를 연통하는 연결 라인; 상기 연결 라인 상에 구비되어 선택적으로 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터의 냉각수를 혼합하는 유량 밸브; 및 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호에 따라 상기 고온 냉각수 펌프, 상기 저온 냉각수 펌프 및 상기 냉각수 유량 밸브의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하는 냉각수 유량 제어 시스템의 냉각수 유량 제어 방법에 있어서, 상기 제어기가 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호를 검출하고, 상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하지 않도록 제어한다.

Description

냉각수 유량 제어 방법{CONTROL SYSTEM FOR FLOWING OF COOLANT}
본 발명은 냉각수 유량 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터가 적용된 냉각수 유량 제어 방법에 관한 것이다.
2017년 9월부터 적용되는 RDE(Real Driving Emission)와 같은 강화된 배기 규제의 경우, 차량 시험 조건이 외기온 -7~35℃ 수준으로 엔진 연소실로 유입되는 저흡기온/고흡기온 상태에서의 배기가스, 연비에 대한 연구가 수행되고 있다.
흡기온이 영하 수준으로 매우 낮을 경우 EGR 공급 등의 한계로 NOx 배출량이 증대되며, 흡기온이 높은 경우 연소 온도 증가에 따른 NOx 배출량이 증대 된다.
따라서, 강화된 배기가스 규제에 대응을 위해 엔진 및 각종 시스템을 냉각하는 냉각 시스템의 개선이 필요하다.
본 발명은, 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터가 적용되어 다양한 외부 환경에서 냉각 효율이 향상된 냉각수 유량 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각수 유량 제어 방법은 엔진과 고온 라인을 통해 연통하는 고온 라디에이터; 상기 고온 라인 상에 구비되는 고온 냉각수 펌프; 상기 엔진과 상기 고온 라디에이터를 흐르는 고온 냉각수의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 고온 수온 센서; 상기 엔진으로 유입되는 EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러 및 흡기를 냉각하는 인터 쿨러와 저온 라인을 통해 연통하는 저온 라디에이터; 상기 저온 라인 상에 구비되는 저온 냉각수 펌프; 상기 인터 쿨러 하류의 온도를 측정하는 인터 쿨러 온도 센서; 상기 엔진으로 유입되는 공기의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 공기 온도 센서; 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터를 연통하는 연결 라인; 상기 연결 라인 상에 구비되어 선택적으로 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터의 냉각수를 혼합하는 냉각수 유량 밸브; 및 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호에 따라 상기 고온 냉각수 펌프, 상기 저온 냉각수 펌프 및 상기 냉각수 유량 밸브의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하는 냉각수 유량 제어 시스템의 제어 방법에 관한 것으로, 상기 제어기가 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호를 검출하고, 상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하지 않도록 제어할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면, 상기 제어기가 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제2 설정 냉각수 온도를 초과하면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 열리도록 제어할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고, 공기 온도가 제1 설정 공기 온도를 초과하면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고, 공기 온도가 제1 설정 공기 온도 이하이고, 제2 설정 공기 온도를 초과하면, 상기 제어기가 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하고, 상기 제어기는 상기 인터 쿨러 온도 센서의 출력 신호를 바탕으로 미리 설정된 맵에 따라 상기 저온 냉각수 펌프의 작동을 제어할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고, 공기 온도가 제2 설정 공기 온도를 이하이면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 열리도록 제어할 수 있다.
상기 EGR 쿨러는 저압의 EGR 가스가 흐르는 LP-EGR 쿨러를 포함할 수 있다.
상기 EGR 쿨러는 고압의 EGR 가스가 흐르는 HP-EGR 쿨러를 포함할 수 있다.
상기 고온 라디에이터의 열용량은 상기 저온 라디에이터의 열용량보다 큰 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법은 엔진과 고온 라인을 통해 연통하는 고온 라디에이터; 상기 고온 라인 상에 구비되는 고온 냉각수 펌프; 상기 엔진과 상기 고온 라디에이터를 흐르는 고온 냉각수의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 고온 수온 센서; 상기 엔진으로 유입되는 EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러 및 흡기를 냉각하는 인터 쿨러와 저온 라인을 통해 연통하는 저온 라디에이터; 상기 저온 라인 상에 구비되는 저온 냉각수 펌프; 상기 인터 쿨러 하류의 온도를 측정하는 인터 쿨러 온도 센서; 상기 엔진으로 유입되는 흡기 공기의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 공기 온도 센서; 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터를 연통하는 연결 라인; 상기 연결 라인 상에 구비되어 선택적으로 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터의 냉각수를 혼합하는 냉각수 유량 밸브; 및 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호에 따라 상기 고온 냉각수 펌프, 상기 저온 냉각수 펌프 및 상기 냉각수 유량 밸브의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하는 냉각수 유량 제어 시스템에 관한 것으로, 상기 제어기가 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호를 검출하고, 상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이면, 상기 제어기가 상기 공기 온도 센서의 온도에 따라 상기 저온 냉각수 펌프와 상기 냉각수 유량 밸브의 작동을 제어할 수 있다.
공기 온도가 제1 설정 공기 온도를 초과하면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어할 수 있다.
공기 온도가 제1 설정 공기 온도 이하이고, 제2 설정 공기 온도를 초과하면, 상기 제어기가 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하고, 상기 제어기는 상기 인터 쿨러 온도 센서의 출력 신호를 바탕으로 미리 설정된 맵에 따라 상기 저온 냉각수 펌프의 작동을 제어할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하지 않도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제2 설정 냉각수 온도를 초과하면, 상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 열리도록 제어할 수 있다.
상기 EGR 쿨러는 저압의 EGR 가스가 흐르는 LP-EGR 쿨러를 포함할 수 있다.
상기 EGR 쿨러는 고압의 EGR 가스가 흐르는 HP-EGR 쿨러를 포함할 수 있다.
상기 고온 라디에이터의 열용량은 상기 저온 라디에이터의 열용량보다 큰 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각수 유량 제어 방법에 의하면, 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터가 적용되어 다양한 외부 환경에서 냉각 효율이 향상될 수 있다.
고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터의 냉각수를 선택적으로 혼합하여 냉각수의 효율적인 사용이 가능하다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법이 적용될 수 있는 냉각수 유량 제어 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법이 적용될 수 있는 냉각수 유량 제어 시스템의 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법의 플로우 차트이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법이 적용될 수 있는 냉각수 유량 제어 시스템의 블록도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법이 적용될 수 있는 냉각수 유량 제어 시스템의 구성도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 유량 제어 방법이 적용될 수 있는 냉각수 유량 제어 시스템은 엔진(1)과 고온 라인(126)을 통해 연통하는 고온 라디에이터(120), 상기 고온 라인(126) 상에 구비되는 고온 냉각수 펌프(40), 상기 엔진(1)과 상기 고온 라디에이터(120)를 흐르는 고온 냉각수의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 고온 수온 센서(12), 상기 엔진(1)으로 유입되는 EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러 및 흡기를 냉각하는 인터 쿨러(90)와 저온 라인(136)을 통해 연통하는 저온 라디에이터(130), 상기 저온 라인(136) 상에 구비되는 저온 냉각수 펌프(50), 상기 인터 쿨러(90) 하류의 온도를 측정하는 인터 쿨러 온도 센서(14), 상기 엔진(1)으로 유입되는 흡기 공기의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 공기 온도 센서(16), 상기 고온 라디에이터(120)와 상기 저온 라디에이터(130)를 연통하는 연결 라인(62), 상기 연결 라인(62) 상에 구비되어 선택적으로 상기 고온 라디에이터(120)와 상기 저온 라디에이터(130)의 냉각수를 혼합하는 냉각수 유량 밸브(60) 및 상기 고온 수온 센서(12), 상기 인터 쿨러 온도 센서(14) 및 상기 공기 온도 센서(16)의 출력 신호에 따라 상기 고온 냉각수 펌프(40), 상기 저온 냉각수 펌프(50) 및 상기 냉각수 유량 밸브(60)의 작동을 제어하는 제어기(30)를 포함한다.
상기 제어기(30)는 미리 설정된 맵(32)으로부터 상기 고온 냉각수 펌프(40), 상기 저온 냉각수 펌프(50) 및 상기 냉각수 유량 밸브(60)의 작동을 제어하기 위한 데이터를 입수 할 수 있다.
상기 제어기는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 각각 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
상기 엔진(1)에서 배출되는 배기 가스는 배기 매니폴드(5)와 터보 차저(100)를 거쳐 후처리 장치(110), 예를 들어 디젤 산화 촉매장치(DOC: Diesel Oxidation Catalyst; 112), DPF (Diesel Particulate Filter; 114) 또는 SDPF (Diesel Particulate Filter with SCR coating) 등을 거쳐 정화될 수 있다.
상기 EGR 쿨러는 저압의 EGR 가스가 흐르는 LP-EGR 쿨러(80)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 후처리 장치(110)를 거친 배기 가스의 일부는 상기 LP-EGR 쿨러(80)를 통과하며 냉각되고, EGR 밸브(82)의 개도에 따라 신기(fresh air)와 혼합된 후, 상기 터보 차저(100)를 거쳐 흡기 매니폴드(3)로 공급된다.
상기 EGR 쿨러는 고압의 EGR 가스가 흐르는 HP-EGR 쿨러(70)를 포함할 수 있다.
상기 배기 매니폴드(5)로부터 배출되는 배기 가스의 일부가 HP-EGR 밸브(72)의 작동에 따라 상기 HP-EGR 쿨러(70)를 통과한 후, 상기 흡기 매니폴드(3)로 공급될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법의 상기 EGR 쿨러는 상기 LP-EGR 쿨러(80) 또는 상기 HP-EGR 쿨러(70)를 포함하거나, 상기 LP-EGR 쿨러(80) 및 상기 HP-EGR 쿨러(70)를 포함한다.
상기 고온 라인(126)은 상기 엔진(1)으로부터 상기 고온 라디에이터(120)로냉각수를 공급하는 고온 공급 라인(122) 및 상기 고온 라디에이터(120)로부터 상기 엔진(1)으로 냉각수를 공급하는 고온 배출 라인(124)을 포함하고, 상기 고온 냉각수 펌프(40)는 상기 고온 공급 라인(122) 상에 구비된 곳으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 고온 배출 라인(124)에 구비되어 냉각수가 상기 고온 라인(126)을 흐르도록 할 수도 있다.
상기 저온 라인(126)은 상기 EGR 쿨러 및 상기 인터 쿨러(90)로부터 상기 저온 라디에이터(130)로 냉각수를 공급하는 저온 공급 라인(132) 및 상기 저온 라디에이터(130)로부터 상기 EGR 쿨러 및 상기 인터 쿨러(90)로 냉각수를 배출하는 저온 배출 라인(134)을 포함하고, 상기 저온 냉각수 펌프(50)는 상기 저온 배출 라인(134)에 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 저온 공급 라인(132)에 구비되어 냉각수가 상기 저온 라인(126)을 흐르도록 할 수도 있다.
상기 고온 냉각수 펌프(40) 및 상기 저온 냉각수 펌프(50)는 상기 제어기(30)의 작동에 따라 그 작동이 제어되는 전기식 또는 기계식 펌프일 수 있다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법의 플로우 차트이다.
이하, 도 1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법을 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 방법은 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 의한 냉각수 유량 제어 시스템에 적용할 수 있다.
상기 제어기(30)는 상기 고온 수온 센서(12), 상기 인터 쿨러 온도 센서(14) 및 상기 공기 온도 센서(16)의 출력 신호를 포함하는 정보를 입수하여 차량 작동 상태를 확인한다.(S10)
상기 고온 수온 센서(12)의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면, 상기 제어기(30)가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하지 않도록 제어한다.(S30)
즉, 본원 실시예에서, 냉각수 온도가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면 냉각수 제어 모드 1을 구현하며, 상기 냉각수 제어 모드 1은 현재 엔진 작동 상태가 미리 설정된 웜 업(warm up) 조건에 해당하는 것으로 할 수 있다.
예를 들어, 냉간 시동시 상기 저온 냉각수 펌프(50)가 작동을 하지 않으면, 상기 EGR 쿨러 또는 상기 인터 쿨러(90)로부터 유입되는 EGR 가스 또는 혼합기의 온도 저하를 방지할 수 있어 엔진의 웜 업이 가능하다.
또한, 기존의 냉각시스템에서 사용중인 EGR Cooler Bypass Valve 를 적용하지 않을 수 있어 원가 절감이 가능하다.
예를 들어, 상기 제1 설정 냉각수 온도는 약 섭씨 60도 정도로 정할 수 있으며, 상기 웜 업 조건에서 웜 업 시간을 단축할 수 있다.
또한, 상기 고온 수온 센서(12)의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면, 상기 제어기(30)가 상기 냉각수 유량 밸브(60)가 닫히도록 제어할 수 있다.
상기 냉각수 유량 밸브(60)가 닫히면, 전체 냉각수가 정체(stagnated)되어 엔진 웜 업 시간이 보다 단축될 수 있다.
상기 고온 수온 센서(12)의 출력 신호가 제2 설정 냉각수 온도를 초과하면, (S40) 상기 제어기(30)가 상기 저온 냉각수 펌프(50)가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브(60)가 열리도록 제어할 수 있다.(S100)
즉, 본원 실시예에서, 냉각수 온도가 제2 설정 냉각수 온도를 초과하면 냉각수 제어 모드 5를 구현하며, 상기 냉각수 제어 모드 5는 현재 엔진 작동 상태가 미리 설정된 고온 구동 조건에 해당하는 것으로 할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 설정 냉각수 온도는 약 섭씨 100도 정도로 정할 수 있으며, 상기 고온 구동 조건에서 상기 고온 라디에이터(120)와 상기 저온 라디에이터(130)의 냉각수를 혼합하여 상기 고온 라디에이터(120)의 냉각수 온도를 낮출 수 있다.
일반적으로, 저온 라디에이터를 이용하여 쿨링되는 가스 (EGR, 공기)는 최대 섭씨 700도 이하이며, 대부분의 경우 EGR 가스는 섭씨 400도 이하, 공기는 섭씨 200도 이하이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 저온 라디에이터(130)의 냉각수는 통상 섭씨 40~60 정도로 제어되며, 상기 고온 라디에이터(120)의 냉각수는 약 섭씨 90 도 내외로 제어된다.
그러나, 엔진 작동 상태에 따라 상기 고온 라디에이터(120)의 냉각수 온도가 상기 제2 설정 냉각수 온도를 초과하는 경우, 상기 고온 라디에이터(120)의 냉각수 와 상대적으로 온도가 낮은 상기 저온 라디에이터(130)의 냉각수를 혼합하여 상기 고온 라디에이터(120)의 냉각수 온도를 낮출 수 있다.
즉 엔진의 오버히트를 방지할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고, 공기 온도가 제1 설정 공기 온도를 초과하면(S50), 상기 제어기(30)가 상기 저온 냉각수 펌프(50)가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브(60)가 닫히도록 제어할 수 있다.(S60)
즉, 본원 실시예에서, 공기 온도가 제1 설정 공기 온도를 초과하면 냉각수 제어 모드 2를 구현하며, 상기 냉각수 제어 모드 2는 현재 엔진 작동 상태가 미리 설정된 일반 구동 조건(moderate normal)에 해당하는 것으로 할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 설정 공기 온도는 약 섭씨 10도 정도로 정할 수 있으며, 상기 일반 구동 조건에서는 상기 저온 라디에이터(130)를 이용하여 상기 EGR 쿨러 및 상기 인터 쿨러(90)의 냉각을 최대화 할 수 있어 전 운전 영역에서, EM(NOx)을 줄이고, 연비를 개선할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고, 공기 온도가 제1 설정 공기 온도 이하이고, 제2 설정 공기 온도를 초과하면(S70), 상기 제어기(30)가 상기 냉각수 유량 밸브(60)가 닫히도록 제어하고, 상기 제어기(30)는 상기 인터 쿨러 온도 센서(14)의 출력 신호를 바탕으로 미리 설정된 맵(32)에 따라 상기 저온 냉각수 펌프(50)의 작동을 제어할 수 있다.(S80)
즉, 본원 실시예에서, 공기 온도가 1 설정 공기 온도 이하이고, 제2 설정 공기 온도를 초과하면, 냉각수 제어 모드 3을 구현하며, 상기 냉각수 제어 모드 3은 현재 엔진 작동 상태가 미리 설정된 냉간 구동 조건(moderate cold)에 해당하는 것으로 할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 설정 공기 온도는 약 섭씨 0도 정도로 정할 수 있으며, 상기 냉간 구동 조건에서는, 저온 냉각수의 순환을 상기 인터 쿨러(90)의 하류 목표 온도를 피드백(feedback) 하여 제어하게 되며, 이를 통해 배기가스(emission)를 저감할 수 있다.
상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고, 공기 온도가 제2 설정 공기 온도를 이하이면, 상기 제어기(30)가 상기 저온 냉각수 펌프(60)가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브(60)가 열리도록 제어할 수 있다.(S90)
즉, 본원 실시예에서, 공기 온도가 2 설정 공기 온도 이하이면, 냉각수 제어 모드 4를 구현하며, 상기 냉각수 제어 모드 4는 현재 엔진 작동 상태가 미리 설정된 극 냉간 구동 조건(extremely cold)에 해당하는 것으로 할 수 있다.
상기 극 냉간 구동 조건에서는 상기 고온 라디에이터(120)의 냉각수 온도를 상기 저온 라디에이터(130)의 냉각수에 혼합하먀. 이를 통해 배기 가스 온도를 올려 촉매 활성화 온도를 확보 할 수 있다.
상기 고온 라디에이터(120)의 열용량은 상기 저온 라디에이터(130)의 열용량보다 클 수 있다.
통상적인 EGR 가스 또는 공기/EGR 가스 혼합기는 최대 700℃ 이하이고, 통상적인 엔진의 연소 최고 온도는 2000℃를 초과하는 경우도 있기 때문에, 상기 저온 라디에이터(130)의 열용량을 상기 고온 라디에이터(120)의 열용량 보다 작게 할 수 있다.
따라서, 상기 고온 라디에이터(120)는 상기 엔진(1)의 냉각만을 고려하여 제작하고, 고온 라디에이터(120)의 열용량보다 상기 저온 라디에이터(130)의 열용량이 작은 것으로 할 수 있어 라디에이터 제작 비용을 절감할 수 있다.
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.
1: 엔진 3: 흡기 매니폴드
5: 배기 매니폴드 10: 차량 운전 상태 측정부
12: 고온 수온 센서 14: 인터 쿨러 온도 센서
16: 공기 온도 센서 18: 엑셀 개도 센서
20: 엔진 속도 센서 30: 제어기
40: 고온 냉각수 펌프 50: 저온 냉각수 펌프
60: 유량 밸브 62: 연결 라인
70: HP-EGR 쿨러 72: HP-EGR 밸브
80: LP-EGR 쿨러 82: LP-EGR 밸브
90: 인터 쿨러 100: 터보차저
110: 배기 가스 후처리 장치 112: DOC
114: SDPF 120: 고온 라디에이터
126: 고온 라인 130: 저온 라디에이터
136: 저온 라인

Claims (17)

  1. 엔진과 고온 라인을 통해 연통하는 고온 라디에이터; 상기 고온 라인 상에 구비되는 고온 냉각수 펌프; 상기 엔진과 상기 고온 라디에이터를 흐르는 고온 냉각수의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 고온 수온 센서; 상기 엔진으로 유입되는 EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러 및 흡기를 냉각하는 인터 쿨러와 저온 라인을 통해 연통하는 저온 라디에이터; 상기 저온 라인 상에 구비되는 저온 냉각수 펌프; 상기 인터 쿨러 하류의 온도를 측정하는 인터 쿨러 온도 센서; 상기 엔진으로 유입되는 공기의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 공기 온도 센서; 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터를 연통하는 연결 라인; 상기 연결 라인 상에 구비되어 선택적으로 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터의 냉각수를 혼합하는 냉각수 유량 밸브; 및 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호에 따라 상기 고온 냉각수 펌프, 상기 저온 냉각수 펌프 및 상기 냉각수 유량 밸브의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하는 냉각수 유량 제어 시스템의 냉각수 유량 제어 방법에 있어서,
    상기 제어기가 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호를 검출하고,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면,
    상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하지 않도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면,
    상기 제어기가 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제2 설정 냉각수 온도를 초과하면,
    상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 열리도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고,
    공기 온도가 제1 설정 공기 온도를 초과하면,
    상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고,
    공기 온도가 제1 설정 공기 온도 이하이고, 제2 설정 공기 온도를 초과하면,
    상기 제어기가 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하고,
    상기 제어기는 상기 인터 쿨러 온도 센서의 출력 신호를 바탕으로 미리 설정된 맵에 따라 상기 저온 냉각수 펌프의 작동을 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  6. 제4항에서,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이고,
    공기 온도가 제2 설정 공기 온도를 이하이면,
    상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 열리도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 EGR 쿨러는 저압의 EGR 가스가 흐르는 LP-EGR 쿨러를 포함하는 냉각수 유량 제어 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 EGR 쿨러는 고압의 EGR 가스가 흐르는 HP-EGR 쿨러를 포함하는 냉각수 유량 제어 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 고온 라디에이터의 열용량은 상기 저온 라디에이터의 열용량보다 큰 냉각수 유량 제어 방법.
  10. 엔진과 고온 라인을 통해 연통하는 고온 라디에이터; 상기 고온 라인 상에 구비되는 고온 냉각수 펌프; 상기 엔진과 상기 고온 라디에이터를 흐르는 고온 냉각수의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 고온 수온 센서; 상기 엔진으로 유입되는 EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러 및 흡기를 냉각하는 인터 쿨러와 저온 라인을 통해 연통하는 저온 라디에이터; 상기 저온 라인 상에 구비되는 저온 냉각수 펌프; 상기 인터 쿨러 하류의 온도를 측정하는 인터 쿨러 온도 센서; 상기 엔진으로 유입되는 흡기 공기의 온도를 측정하여 해당 신호를 출력하는 공기 온도 센서; 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터를 연통하는 연결 라인; 상기 연결 라인 상에 구비되어 선택적으로 상기 고온 라디에이터와 상기 저온 라디에이터의 냉각수를 혼합하는 냉각수 유량 밸브; 및 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호에 따라 상기 고온 냉각수 펌프, 상기 저온 냉각수 펌프 및 상기 냉각수 유량 밸브의 작동을 제어하는 제어기;를 포함하는 냉각수 유량 제어 시스템의 냉각수 유량 제어 방법에 있어서,
    상기 제어기가 상기 고온 수온 센서, 상기 인터 쿨러 온도 센서 및 상기 공기 온도 센서의 출력 신호를 검출하고,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 이상이고, 제2 설정 냉각수 온도 이하이면,
    상기 제어기가 상기 공기 온도 센서의 온도에 따라 상기 저온 냉각수 펌프와 상기 냉각수 유량 밸브의 작동을 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  11. 제10항에서,
    공기 온도가 제1 설정 공기 온도를 초과하면,
    상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  12. 제11항에서,
    공기 온도가 제1 설정 공기 온도 이하이고, 제2 설정 공기 온도를 초과하면,
    상기 제어기가 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하고,
    상기 제어기는 상기 인터 쿨러 온도 센서의 출력 신호를 바탕으로 미리 설정된 맵에 따라 상기 저온 냉각수 펌프의 작동을 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제1 설정 냉각수 온도 미만이면,
    상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하지 않도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 닫히도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 고온 수온 센서의 출력 신호가 제2 설정 냉각수 온도를 초과하면,
    상기 제어기가 상기 저온 냉각수 펌프가 작동하도록 제어하고, 상기 냉각수 유량 밸브가 열리도록 제어하는 냉각수 유량 제어 방법.
  15. 제10항에서,
    상기 EGR 쿨러는 저압의 EGR 가스가 흐르는 LP-EGR 쿨러를 포함하는 냉각수 유량 제어 방법.
  16. 제10항에서,
    상기 EGR 쿨러는 고압의 EGR 가스가 흐르는 HP-EGR 쿨러를 포함하는 냉각수 유량 제어 방법.
  17. 제10항에서,
    상기 고온 라디에이터의 열용량은 상기 저온 라디에이터의 열용량보다 큰 냉각수 유량 제어 방법.
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