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KR102663149B1 - 도징 모듈의 냉각 시스템 및 이를 이용한 도징 모듈의 냉각 방법 - Google Patents

도징 모듈의 냉각 시스템 및 이를 이용한 도징 모듈의 냉각 방법 Download PDF

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KR102663149B1 KR1020210193300A KR20210193300A KR102663149B1 KR 102663149 B1 KR102663149 B1 KR 102663149B1 KR 1020210193300 A KR1020210193300 A KR 1020210193300A KR 20210193300 A KR20210193300 A KR 20210193300A KR 102663149 B1 KR102663149 B1 KR 102663149B1
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Abstract

E-부스터를 이용하여 차량의 배기측으로 유량을 공급함으로써 도징 모듈을 냉각하는 도징 모듈의 냉각 시스템 및 이를 이용한 도징 모듈의 냉각 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도징 모듈의 냉각 시스템은, 엔진과, 배기 가스 유로와, 상기 배기 가스 유로에 요소수를 분사하고 상기 배기 가스 유로와 인접하게 배치되는 도징 모듈을 포함하는 차량의 도징 모듈의 냉각 시스템으로서, 상기 차량의 시동이 off인 경우, 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기가 공급되도록 하는 공기 유량 형성부 및 상기 배기 가스 유로 및 상기 공기 유량 형성부에 연결되고, 상기 소정 유량의 공기를 상기 엔진을 통해 순환시켜 상기 배기 가스 유로에 공급하는 제 1 배기가스 순환부를 구비하는 EGR부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

도징 모듈의 냉각 시스템 및 이를 이용한 도징 모듈의 냉각 방법{COOLING SYSTEM FOR DOSING MODULE AND COOLING METHOD FOR DOSING MODULE USING THE SAME}
본 발명은 도징 모듈의 냉각 시스템 및 이를 이용한 도징 모듈의 냉각 방법에 관한 것으로, 상세하게는 E-부스터를 이용하여 도징 모듈을 냉각하는 도징 모듈의 냉각 시스템 및 이를 이용한 도징 모듈의 냉각 방법에 관한 것이다.
디젤 차량에는 엔진의 연소과정에서 생성된 NOx, CO, THC, PM(Particulate Matters) 등의 유해물질을 제거하기 위한 다양한 형태의 후처리장치가 장착된다.
후처리장치는 엔진에 근접하게 배치되어 THC 및 CO를 산화시켜 정화하는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst : DOC), 입자상 물질을 포함하는 디젤매연필터(Diesel Particulate Filter : DPF), 암모니아(NH3)와 환원작용을 통해 NOx를 정화하는 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매가 포함된다.
상기 SCR 촉매는 NOx를 정화하기 위한 환원제로 암모니아(NH3)를 사용하며, NOx에 대한 선택도가 매우 우수하다.
SCR 촉매는 NOx를 정화하기 위해 SCR 촉매의 전단에 배치되는 도징모듈(Dosing Module)로 요소수(Urea)를 분사하고, 분사된 요소수의 증발 및 분해에 따라 생성되는 암모니아를 취득한다.
종래의 도징 모듈의 냉각을 위해서, 엔진의 오프(Off) 및 시동 오프(Off) 상태인 Post-run 단계에서 냉각 매체 공급부(예 : 워터 펌프(water pump))를 지속적으로 구동시켜 냉각 매체(예 : 냉각수)를 순환시킨다.
이 때, 차량이 정차되어 있는 상태에서 냉각 매체의 순환만으로는 냉각 매체의 냉각을 용이하게 하기 위한 라디에이터의 냉각 효율에도 한계가 있다.
또한, 도징 모듈이 장착되어 있는 차량 하부 플로어의 경우 공기 순환 뿐만 아니라 지면의 복사열 등의 요인으로 도징 모듈의 원활한 냉각을 위한 방해 요소가 다수 존재한다.
공개특허공보 제 10-2018-0068199호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, E-부스터를 이용하여 차량의 배기측으로 유량을 공급함으로써 도징 모듈을 냉각하는 도징 모듈의 냉각 시스템 및 이를 이용한 도징 모듈의 냉각 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도징 모듈의 냉각 시스템은, 엔진과, 배기 가스 유로와, 상기 배기 가스 유로에 요소수를 분사하고 상기 배기 가스 유로와 인접하게 배치되는 도징 모듈을 포함하는 차량의 도징 모듈의 냉각 시스템으로서, 상기 차량의 시동이 off인 경우, 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기가 공급되도록 하는 공기 유량 형성부 및 상기 배기 가스 유로 및 상기 공기 유량 형성부에 연결되고, 상기 소정 유량의 공기를 상기 엔진을 통해 순환시켜 상기 배기 가스 유로에 공급하는 제 1 배기가스 순환부를 구비하는 EGR부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 배기가스 순환부는 상기 소정 유량의 공기가 유통되는 제 1 유로 및 상기 제 1 유로 상에 형성되고, 상기 공기 유량 형성부와 상기 배기 가스 유로 사이에서 상기 소정 유량의 공기의 흐름을 제어하는 제 1 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 밸브는 상기 엔진의 흡기측과 상기 엔진의 배기측 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 밸브의 개방시, 상기 소정 유량의 공기가 상기 제 1 유로를 통해 상기 배기 가스 유로로 공급되고, 상기 제 1 밸브의 폐쇄시, 상기 소정 유량의 공기는 상기 공기 유량 형성부 방향으로 유동되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 배기가스 순환부는 상기 제 1 유로 상에서, 상기 제 1 밸브와 상기 엔진의 배기측 사이에 구비되고, 상기 제 1 유로를 통해 공급되는 상기 소정 유량의 공기를 냉각시키는 제 1 쿨러 및 상기 제 1 유로 상에 형성되고, 상기 제 1 쿨러의 입구 부분의 후측과 상기 제 1 쿨러의 출구 부분의 전측에 연결되는 바이패스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 배기 가스 유로와 상기 제 1 배기가스 순환부 사이에 구비되는 DPF를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 도징 모듈에 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급부 및 상기 공기 유량 형성부의 구동에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 냉각 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉각 제어 장치는 상기 차량의 시동 Off시의 상기 냉각 매체 공급부의 제 1 목표 구동 시간보다 단축된 상기 냉각 매체 공급부의 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 목표 구동 시간 설정부와, 상기 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라, 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기가 공급되도록 상기 공기 유량 형성부를 제어하는 공기 유량 제어부 및 상기 공급된 소정 유량의 공기에 따라, 상기 제 2 목표 구동 시간을 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간으로 설정하는 구동 시간 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉각 제어 장치는 상기 차량의 시동의 On/Off 상태를 판단하는 시동 On/Off 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 목표 구동 시간 설정부는 상기 제 1 목표 구동 시간이 일정 값 이상인 경우, 상기 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉각 제어 장치는 상기 공급된 소정 유량의 공기에 따른 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인지 판단하는 온도 판단부 및 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 상태에서, 상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 냉각 매체 공급 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 공기 유량 제어부는 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 경우, 상기 공기 유량 형성부의 구동이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 공기 유량 제어부는 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 이상인 경우, 상기 공기 유량 형성부가 계속 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉각 매체 공급 제어부는 상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간만큼 상기 냉각 매체 공급부가 구동되는 경우, 상기 냉각 매체 공급부의 구동이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도징 모듈의 냉각 방법은, 차량의 도징 모듈의 냉각 방법으로서, 상기 차량은, 엔진과, 배기 가스 유로와, 상기 배기 가스 유로에 요소수를 분사하고 상기 배기 가스 유로와 인접하게 배치되는 도징 모듈과, 상기 도징 모듈에 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급부 및 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기를 공급하는 공기 유량 형성부를 포함하고, 상기 차량의 시동이 off인 경우, 상기 공기 유량 형성부를 구동하여 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기를 공급하는 단계 및 상기 공기 유량 형성부의 구동에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 차량의 시동의 On/Off 상태를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는, 상기 차량의 시동 Off시의 상기 냉각 매체 공급부의 제 1 목표 구동 시간보다 단축된 상기 냉각 매체 공급부의 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 단계 및 상기 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라, 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기가 공급되도록 상기 공기 유량 형성부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는, 상기 공급된 소정 유량의 공기에 따른 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 단계에서, 상기 제 1 목표 구동 시간이 일정 값 이상인 경우, 상기 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는, 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 것으로 판단된 경우, 상기 공기 유량 형성부의 구동이 중단되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는, 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 이상인 것으로 판단된 경우, 상기 공기 유량 형성부가 계속 구동되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계는, 상기 공급된 소정 유량의 공기에 따라, 상기 제 2 목표 구동 시간을 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계는, 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 상태에서, 상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계는, 상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간만큼 상기 냉각 매체 공급부가 구동되는 경우, 상기 냉각 매체 공급부의 구동이 중단되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도징 모듈의 냉각 시스템에 따르면, 공기 유량 형성부의 구동을 제어하여 소정 유량의 공기를 배기 가스 유로에 공급함으로써, 시동 Off시 형성된 인위적인 공기의 유동에 의해 배기 가스 유로를 냉각할 수 있다.
이에 따라, 배기 가스 유로와 인접하게 배치된 도징 모듈의 온도 상승을 억제시켜 도징 모듈을 냉각하기 위한 냉각 매체 공급부의 목표 구동 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 도징 모듈의 냉각 시스템의 일 실시예 및 도징 모듈의 냉각 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 도징 모듈의 냉각 시스템의 다른 실시예 및 도징 모듈의 냉각 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 공기 유량 제어부의 제어에 따른 냉각 매체 공급부의 목표 구동 시간 단축을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징 모듈의 냉각 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 도징 모듈의 냉각 시스템(1)의 일 실시예 및 도징 모듈의 냉각 제어 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 도징 모듈의 냉각 시스템(1)은 도징 모듈(2), 냉각 매체 공급부(3), 공기 유량 형성부(4), EGR부(5), 엔진(6, 예 : 디젤 엔진), DPF(7), 배기 가스 유로(R) 및 냉각 제어 장치(100)를 포함한다.
도징 모듈(2)은 배기 가스 유로(R)에 요소수를 분사하며, 배기 가스 유로(R)와 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 배기 가스 유로(R)의 출구측에는 SCR 촉매가 배치될 수 있다.
냉각 매체 공급부(3)는 도징 모듈(2)의 냉각을 위해 도징 모듈(2)에 냉각 매체(예 : 냉각수)를 공급할 수 있다. 일례로서, 상기 냉각 매체 공급부(3)는 EWP(Electric Water Pump)일 수 있다.
공기 유량 형성부(4)는 엔진(6)이 Off 상태이고, 차량의 시동이 Off인 경우, 배기 가스 유로(R)에 소정 유량의 공기를 공급할 수 있다. 이 때, 상기 소정 유량의 공기는 배기 가스와는 다른 성분의 공기(예 : fresh air)일 수 있고, 배기 가스 유로(R)의 냉각을 위한 공기일 수 있다.
일례로서, 상기 공기 유량 형성부(4)는 후술되는 터보차저(52, turbocharger)와는 달리 전원의 인가를 통해 흡기 과급을 하는 E-부스터(E-Booster)일 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 실시예에서는 공기 유량 형성부(4)는 터보차저(52)와 별도로 구비될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 EGR부(5)는 배기 가스 유로(R) 및 공기 유량 형성부(4)에 연결되고, 소정 유량의 공기를 엔진(6)을 통해 순환시켜 배기 가스 유로(R)에 공급하는 제 1 배기가스 순환부(51)를 포함한다. 일례로서, 상기 제 1 배기가스 순환부(51)는 높은 압력의 배기가스를 재순환시키는 고압 배기가스 순환장치(HP-EGR)일 수 있다.
제 1 배기가스 순환부(51)는 공기 유량 형성부(4)로부터 형성된 소정 유량의 공기가 유통되는 제 1 유로(51a) 및 제 1 유로(51a) 상에 형성되고, 공기 유량 형성부(4)와 배기 가스 유로(R) 사이에서 공기 유량 형성부(4)로부터 형성된 소정 유량의 공기의 흐름을 제어하는 제 1 밸브(51b)를 포함한다. 일례로서, 상기 제 1 유로(51a)는 HP-EGR 유로이고, 제 1 밸브(51b)는 HP-EGR 밸브일 수 있다.
이 때, 제 1 밸브(51b)는 엔진(6)의 흡기측(예 : 흡기 매니폴드)과 엔진(6)의 배기측(예 : 배기 매니폴드) 사이에 구비될 수 있다. 또한, 제 1 유로(51a)는 엔진(6)의 흡기측 및 엔진(6)의 배기측에 일측과 타측이 각각 연결될 수 있다.
제 1 밸브(51b)가 개방되는 경우 공기 유량 형성부(4)로부터 공급되는 소정 유량의 공기는 제 1 유로(51a)를 통해 배기 가스 유로(R)로 공급되고, 제 1 밸브(51b)가 개방되어 제 1 유로(51a)를 통해 소정 유량의 공기가 유동되는 상태에서 제 1 밸브(51b)가 폐쇄되는 경우 공기 유량 형성부(4)로부터 공급되는 소정 유량의 공기는 다시 공기 유량 형성부(4) 방향으로 유동될 수 있다.
이와 같이 제 1 밸브(51b)가 폐쇄되어 소정 유량의 공기가 다시 공기 유량 형성부(4) 방향으로 유동되는 경우, 소정 유량의 공기의 유동력에 따라 제 1 배기가스 순환부(51)를 통한 배기가스의 순환으로 인해 제 1 밸브(51b)에 퇴적되는 물질(예 : Soot 등)을 제 1 밸브(51b)로부터 용이하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 차량의 시동이 Off인 상태에서 제 1 배기가스 순환부(51)의 제 1 밸브(51b)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
제 1 배기가스 순환부(51)는, 제 1 유로(51a) 상에서 제 1 밸브(51b)와 엔진(6)의 배기측 사이에 구비되고, 제 1 유로(51a)를 통해 공급되는 소정 유량의 공기를 냉각시키는 제 1 쿨러(51c) 및 제 1 쿨러(51c)의 입구 부분의 후측과 제 1 쿨러(51c)의 출구 부분의 전측에 연결되는 별도의 유로 상에 형성되는 바이패스 밸브(51d)를 더 포함한다. 일례로서, 상기 제 1 쿨러(51c)는 HP-EGR 쿨러일 수 있다.
상기 바이패스 밸브(51d)가 개방되는 경우 공기 유량 형성부(4)를 통해 공급되는 소정 유량의 공기 중 일부는 전술한 별도의 유로를 통해 제 1 쿨러(51c)를 거치지 않고 배기 가스 유로(R) 방향으로 유동될 수 있도 있다.
또한, 바이패스 밸브(51d)에서도 전술한 제 1 밸브(51b)와 유사하게 제 1 유로(51a)를 통해 소정 유량의 공기가 유동되는 상태에서 폐쇄되는 경우 소정 유량의 공기의 유동력에 따라 바이패스 밸브(51d)에 퇴적되는 물질을 바이패스 밸브(51d)로부터 용이하게 제거할 수 있다.
도 1을 참조하면 EGR부(5)는, 엔진(6)의 배기측과 배기 가스 유로(R) 사이에 구비되며 배기 가스를 과급하는 터보차저(52) 및 터보차저(52)를 통해 과급된 배기 가스를 냉각시키는 인터쿨러(53, intercooler)를 포함한다.
이 때, 터보차저(52)는 터빈과 압축기를 포함할 수 있고, 인터쿨러(53)는 터보차저(52)의 압축기 부분에 연결될 수 있다. 또한, 제 1 배기가스 순환부(51)의 제 1 유로(51a) 및 엔진(6)의 배기측을 통하여 유동된 공기 유량 형성부(4)를 통해 공급되는 소정 유량의 공기는, 터보차저(52)의 터빈을 통해 배기 가스 유로(R) 방향으로 유동될 수 있다.
도 1을 참조하면, EGR부(5)는 제 2 배기가스 순환부(54)를 더 포함한다. 일례로서, 상기 제 2 배기가스 순환부(54)는 낮은 압력의 배기가스를 재순환시키는 저압 배기가스 순환장치(LP-EGR)일 수 있다.
이 때, 제 1 배기가스 순환부(51)에는 스로틀 밸브(55)가 배치된 유로를 통해 유입된 배기가스가 터보차저(52)의 압축기를 통과하여 유입되는데 비해, 제 2 배기가스 순환부(54)에는 스로틀 밸브(55)가 배치된 유로를 통해 유입된 배기가스가 터보차저(52)의 압축기를 통과하기 전에 분기되어 배기 가스 유로(R)로 유입될 수 있다.
상세하게는, 제 2 배기가스 순환부(54)는 스로틀 밸브(55)가 배치된 유로와연결되는 제 2 유로(54a), 스로틀 밸브(55)가 배치된 유로와 제 2 유로(54a) 사이에 구비되어 개방 또는 폐쇄에 따라 배기 가스 유로(R)로의 배기가스의 흐름을 제어하는 제 2 밸브(54b) 및 제 2 유로(54a) 상에서 제 2 밸브(54b)와 배기 가스 유로(R) 사이에 구비되고, 제 2 유로(54a)를 통해 유입되는 배기가스를 냉각시키는 제 2 쿨러(54c)를 포함한다. 일례로서, 상기 제 2 유로(54a)는 LP-EGR 유로이고, 제 2 밸브(54b)는 LP-EGR 밸브이며, 제 2 쿨러(54c)는 LP-EGR 쿨러일 수 있다.
DPF(7)는 디젤매연필터로서, 배기 가스 유로(R)와 제 1 배기가스 순환부(51) 사이에 구비될 수 있다. 상세하게는, 상기 DPF(7)에는 터보차저(52)의 터빈을 통해 유동된 소정 유량의 공기가 유입될 수 있다.
도 2는 본 발명의 도징 모듈의 냉각 시스템(1)의 다른 실시예 및 도징 모듈의 냉각 제어 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 도징 모듈의 냉각 시스템(1)의 경우, 공기 유량 형성부(4)가 터보차저(52)의 터빈측에 구비되는 점을 제외하고는 나머지 구성에 대해서는 도 1에 도시된 도징 모듈의 냉각 시스템(1)과 동일하다.
이 경우, 공기 유량 형성부(4)는 터보차저(52)의 터빈측에서 소정 유량의 공기를 형성하여 배기 가스 유로(R)에 공급할 수 있다.
도 3은 공기 유량 제어부(30)의 제어에 따른 냉각 매체 공급부(3)의 목표 구동 시간 단축을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도징 모듈의 냉각 제어 장치(100)는, 시동 On/Off 판단부(10), 목표 구동 시간 설정부(20), 공기 유량 제어부(30), 온도 판단부(40), 구동 시간 설정부(50) 및 냉각 매체 공급 제어부(60)를 포함한다. 일례로서, 상기 냉각 제어 장치(100)는 엔진 제어 유닛(ECU : Engine Control Unit) 및 도징 모듈 제어 유닛(Dosing Control Unit)을 포함할 수 있고, 공기 유량 형성부(4)의 구동에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동을 제어할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 시동 On/Off 판단부(10)는 차량의 시동의 On/Off 상태를 판단할 수 있다. 일례로서, 시동 On/Off 판단부(10)는 엔진(6)이 Off인 상태에서 차량의 시동이 Off(Post-run 상태)인지를 판단할 수 있다.
목표 구동 시간 설정부(20)는, 차량의 시동 Off시의 냉각 매체 공급부(3)의 제 1 목표 구동 시간보다 단축된 냉각 매체 공급부(3)의 제 2 목표 구동 시간을 설정할 수 있다.
이 때 제 1 목표 구동 시간은, 공기 유량 형성부(4)가 작동하지 않는 상태에서 도징 모듈(2)의 냉각을 위해 냉각 매체 공급부(3)가 구동되어야 하는 시간을 의미한다.
또한 제 2 목표 구동 시간은, 공기 유량 형성부(4)의 작동에 의해 도징 모듈(2)이 인접하게 배치된 배기 가스 유로(R)가 냉각됨에 따라 제 1 목표 구동 시간보다 단축된, 도징 모듈(2)의 냉각을 위해 냉각 매체 공급부(3)가 구동되어야 하는 시간을 의미한다.
목표 구동 시간 설정부(20)는 제 1 목표 구동 시간이 일정 값 이상인 경우, 제 2 목표 구동 시간을 설정할 수 있다. 이 때, 상기 일정 값은 냉각 제어 장치(100)를 통해 사전에 결정될 수 있다.
공기 유량 제어부(30)는, 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라, 배기 가스 유로(R)에 소정 유량의 공기가 공급되도록 공기 유량 형성부(4)를 제어할 수 있다.
공기 유량 형성부(4)가 작동될 때, 공기 유량 제어부(30)는 전술한 제 1 배기가스 순환부(51)의 제 1 밸브(51b)가 개방되도록 하여 공기 유량 형성부(4)를 통해 형성된 소정 유량의 공기가 배기 가스 유로(R)로 유입되도록 할 수 있다. 이 때, 소정 유량의 공기는 제 1 쿨러(51c)를 통해 냉각될 수 있다.
또한, 공기 유량 제어부(30)는 제 1 배기 가스 순환부(51)의 바이패스 밸브(51d)도 제 1 밸브(51b)와 동시에 개방되도록 제어할 수도 있다.
온도 판단부(40)는 공기 유량 형성부(4)를 통해 공급된 소정 유량의 공기에 따른 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인지 판단할 수 있다. 일례로서, 배기 가스 유로(R)에는 별도의 온도 감지 센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 온도 판단부(40)는 온도 감지 센서를 통해 배기 가스 유로(R)의 냉각 여부를 판단할 수 있다.
공기 유량 제어부(30)는, 온도 판단부(40)를 통해 판단된 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인 경우, 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간을 단축시킬 수 있을 만큼 배기 가스 유로(R)가 충분히 냉각되었다고 판단하고 공기 유량 형성부(4)의 구동이 중단되도록 제어할 수 있다. 이 때, 제 1 배기가스 순환부(51)의 제 1 밸브(51b)도 폐쇄될 수 있다.
한편, 공기 유량 제어부(30)는 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 이상인 경우, 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간을 단축시킬 수 있을 만큼 배기 가스 유로(R)가 충분히 냉각되지 않았다고 판단하고 공기 유량 형성부(4)가 계속 구동되도록 제어할 수 있다.
구동 시간 설정부(50)는 공기 유량 형성부(4)를 통해 공급된 소정 유량의 공기에 따라, 온도 판단부(40)를 통해 판단된 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인 경우 제 2 목표 구동 시간을 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간으로 설정할 수 있다.
이는 공기 유량 형성부(4)의 구동에 따라 도징 모듈(2)과 인접하게 배치된 배기 가스 유로(R)가 냉각되어 도징 모듈(2)의 온도 상승이 억제되므로, 도징 모듈(2)의 냉각을 위해 냉각 매체 공급부(3)가 구동되어야 하는 시간이 공기 유량 형성부(4)가 작동하지 않는 상태에 비해 감소하였음을 의미한다.
냉각 매체 공급 제어부(60)는 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인 상태에서, 설정된 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동을 제어할 수 있다.
이 때 냉각 매체 공급 제어부(60)는, 설정된 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간만큼 냉각 매체 공급부(3)가 구동되는 경우, 냉각 매체 공급부(3)의 구동이 중단되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 도징 모듈의 냉각 시스템(1)에 따르면, 공기 유량 형성부(4)의 구동을 제어하여 소정 유량의 공기를 배기 가스 유로(R)에 공급함으로써, 시동 Off시 형성된 인위적인 공기의 유동에 의해 배기 가스 유로(R)를 냉각할 수 있다.
이에 따라, 배기 가스 유로(R)와 인접하게 배치된 도징 모듈(2)의 온도 상승을 억제시켜 도징 모듈(2)을 냉각하기 위한 냉각 매체 공급부(3)의 목표 구동 시간을 단축시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도징 모듈(2)의 냉각 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시된 도징 모듈(2)의 냉각 방법은, 전술한 냉각 제어 장치(100)를 통해 수행될 수 있다.
도징 모듈(2)의 냉각 방법은, 차량의 시동이 Off인 경우, 공기 유량 형성부(4)를 구동하여 배기 가스 유로(R)에 소정 유량의 공기를 공급하는 단계 및 공기 유량 형성부(4)의 구동에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동을 제어하는 단계를 포함한다.
상세하게는 도징 모듈(2)의 냉각 방법은, 먼저 차량의 시동의 On/Off 상태를 판단하는 단계(S1 단계)를 포함한다. 이 때, 상기 S1 단계는 전술한 시동 On/Off 판단부(10)에 의해 수행될 수 있다.
상기 S1 단계에서, 시동이 Off 상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 엔진(6)의 Off 상태를 다시 확인할 수 있다.
전술한 공기 유량 형성부(4)를 구동하여 배기 가스 유로(R)에 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는, 차량의 시동 Off시의 냉각 매체 공급부(3)의 제 1 목표 구동 시간보다 단축된 냉각 매체 공급부(3)의 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 단계(S2 단계)를 포함한다. 이 때, 상기 S2 단계는 전술한 목표 구동 시간 설정부(20)에 의해 수행될 수 있다.
상기 S2 단계에서, 제 1 목표 구동 시간이 일정 값 이상인 경우, 제 2 목표 구동 시간을 설정할 수 있다.
다음으로, 공기 유량 형성부(4)를 구동하여 배기 가스 유로(R)에 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는, 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라, 배기 가스 유로(R)에 소정 유량의 공기가 공급되도록 공기 유량 형성부(4)를 제어하는 단계(S3 단계)를 포함한다. 이 때, 상기 S3 단계는 전술한 공기 유량 제어부(30)에 의해 수행될 수 있다.
다음으로, 공기 유량 형성부(4)를 구동하여 배기 가스 유로(R)에 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는, 공급된 소정 유량의 공기에 따른 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인지 판단하는 단계(S4 단계)를 더 포함한다. 이 때, 상기 S4 단계는 전술한 온도 판단부(40)에 의해 수행될 수 있다.
상기 S4 단계에서, 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인 것으로 판단된 경우, 공기 유량 형성부(4)의 구동이 중단되도록 제어한다(S5 단계). 이 때, 상기 S5 단계는 전술한 공기 유량 제어부(30)에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 S4 단계에서, 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 이상인 것으로 판단된 경우, 공기 유량 제어부(30)는 공기 유량 형성부(4)가 계속 구동되도록 제어할 수 있다.
다음으로, 공기 유량 형성부(4)의 구동에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동을 제어하는 단계는, 공급된 소정 유량의 공기에 따라, 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인 것으로 판단된 경우, 제 2 목표 구동 시간을 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간으로 설정하는 단계(S6 단계)를 포함한다. 이 때, 상기 S6 단계는 전술한 구동 시간 설정부(50)에 의해 수행될 수 있다.
다음으로, 공기 유량 형성부(4)의 구동에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동을 제어하는 단계는, 배기 가스 유로(R)의 온도가 일정 온도 미만인 상태에서, 설정된 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동을 제어하는 단계(S7 단계)를 더 포함한다. 이 때, 상기 S7 단계는 전술한 냉각 매체 공급 제어부(60)에 의해 수행될 수 있다.
다음으로, 공기 유량 형성부(4)의 구동에 따라 냉각 매체 공급부(3)의 구동을 제어하는 단계는, 설정된 냉각 매체 공급부(3)의 구동 시간만큼 냉각 매체 공급부(3)가 구동되는 경우, 냉각 매체 공급부(3)의 구동이 중단되도록 제어하는 단계(S8 단계)를 더 포함한다. 이 때, 상기 S8 단계는 전술한 냉각 매체 공급 제어부(60)에 의해 수행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 냉각 시스템
2 : 도징 모듈
3 : 냉각 매체 공급부
4 : 공기 유량 형성부
5 : EGR부
6 : 엔진
100 : 냉각 제어 장치
10 : 시동 On/Off 판단부
20 : 목표 구동 시간 설정부
30 : 공기 유량 제어부
40 : 온도 판단부
50 : 구동 시간 설정부
60 : 냉각 매체 공급 제어부
R : 배기 가스 유로

Claims (24)

  1. 엔진과, 배기 가스 유로와, 상기 배기 가스 유로에 요소수를 분사하고 상기 배기 가스 유로와 인접하게 배치되는 도징 모듈을 포함하는 차량의 도징 모듈의 냉각 시스템에 있어서,
    상기 차량의 시동이 off인 경우, 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기가 공급되도록 하는 공기 유량 형성부 및
    상기 배기 가스 유로 및 상기 공기 유량 형성부에 연결되고, 상기 소정 유량의 공기를 상기 엔진을 통해 순환시켜 상기 배기 가스 유로에 공급하는 제 1 배기가스 순환부를 구비하는 EGR부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 배기가스 순환부는,
    상기 소정 유량의 공기가 유통되는 제 1 유로 및
    상기 제 1 유로 상에 형성되고, 상기 공기 유량 형성부와 상기 배기 가스 유로 사이에서 상기 소정 유량의 공기의 흐름을 제어하는 제 1 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는, 상기 엔진의 흡기측과 상기 엔진의 배기측 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 밸브의 개방시, 상기 소정 유량의 공기가 상기 제 1 유로를 통해 상기 배기 가스 유로로 공급되고,
    상기 제 1 밸브의 폐쇄시, 상기 소정 유량의 공기는 상기 공기 유량 형성부 방향으로 유동되는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 배기가스 순환부는,
    상기 제 1 유로 상에서, 상기 제 1 밸브와 상기 엔진의 배기측 사이에 구비되고, 상기 제 1 유로를 통해 공급되는 상기 소정 유량의 공기를 냉각시키는 제 1 쿨러 및
    상기 제 1 유로 상에 형성되고, 상기 제 1 쿨러의 입구 부분의 후측과 상기 제 1 쿨러의 출구 부분의 전측에 연결되는 바이패스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배기 가스 유로와 상기 제 1 배기가스 순환부 사이에 구비되는 DPF를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도징 모듈에 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급부 및
    상기 공기 유량 형성부의 구동에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 냉각 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 냉각 제어 장치는,
    상기 차량의 시동 Off시의 상기 냉각 매체 공급부의 제 1 목표 구동 시간보다 단축된 상기 냉각 매체 공급부의 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 목표 구동 시간 설정부와,
    상기 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라, 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기가 공급되도록 상기 공기 유량 형성부를 제어하는 공기 유량 제어부 및
    상기 공급된 소정 유량의 공기에 따라, 상기 제 2 목표 구동 시간을 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간으로 설정하는 구동 시간 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 냉각 제어 장치는,
    상기 차량의 시동의 On/Off 상태를 판단하는 시동 On/Off 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 목표 구동 시간 설정부는,
    상기 제 1 목표 구동 시간이 일정 값 이상인 경우, 상기 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 냉각 제어 장치는,
    상기 공급된 소정 유량의 공기에 따른 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인지 판단하는 온도 판단부 및
    상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 상태에서, 상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 냉각 매체 공급 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 공기 유량 제어부는,
    상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 경우, 상기 공기 유량 형성부의 구동이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 공기 유량 제어부는,
    상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 이상인 경우, 상기 공기 유량 형성부가 계속 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 냉각 매체 공급 제어부는,
    상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간만큼 상기 냉각 매체 공급부가 구동되는 경우, 상기 냉각 매체 공급부의 구동이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 시스템.
  15. 차량의 도징 모듈의 냉각 방법에 있어서,
    상기 차량은, 엔진과, 배기 가스 유로와, 상기 배기 가스 유로에 요소수를 분사하고 상기 배기 가스 유로와 인접하게 배치되는 도징 모듈과, 상기 도징 모듈에 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급부와, 상기 배기 가스 유로에 소정 유량의 공기를 공급하는 공기 유량 형성부, 및 상기 배기 가스 유로와 상기 공기 유량 형성부에 연결되고 상기 소정 유량의 공기를 상기 엔진을 통해 순환시켜 상기 배기 가스 유로에 공급하는 제 1 배기가스 순환부를 구비하는 EGR부를 포함하고,
    상기 차량의 시동이 off인 경우, 상기 공기 유량 형성부를 구동하여 상기 배기 가스 유로에 상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계; 및
    상기 공기 유량 형성부의 구동에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 차량의 시동의 On/Off 상태를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는,
    상기 차량의 시동 Off시의 상기 냉각 매체 공급부의 제 1 목표 구동 시간보다 단축된 상기 냉각 매체 공급부의 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 단계 및
    상기 설정된 제 2 목표 구동 시간에 따라, 상기 배기 가스 유로에 상기 소정 유량의 공기가 공급되도록 상기 공기 유량 형성부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는,
    상기 공급된 소정 유량의 공기에 따른 상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 단계에서,
    상기 제 1 목표 구동 시간이 일정 값 이상인 경우, 상기 제 2 목표 구동 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는,
    상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 것으로 판단된 경우, 상기 공기 유량 형성부의 구동이 중단되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 소정 유량의 공기를 공급하는 단계는,
    상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 이상인 것으로 판단된 경우, 상기 공기 유량 형성부가 계속 구동되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  22. 제 17항에 있어서,
    상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계는,
    상기 공급된 소정 유량의 공기에 따라, 상기 제 2 목표 구동 시간을 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계는,
    상기 배기 가스 유로의 온도가 일정 온도 미만인 상태에서, 상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간에 따라 상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 냉각 매체 공급부의 구동을 제어하는 단계는,
    상기 설정된 상기 냉각 매체 공급부의 구동 시간만큼 상기 냉각 매체 공급부가 구동되는 경우, 상기 냉각 매체 공급부의 구동이 중단되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도징 모듈의 냉각 방법.
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