KR101887743B1 - 차량의 배기 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 배기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 열교환핀이 구비된 복수의 열교환판이 적층되어 형성된 복수의 제1단위유로로 이루어진 제1채널; 제1채널과 병렬적으로 마련되며, 제1단위유로보다 더 큰 단면적을 가지는 제2단위유로를 각각 형성하는 복수의 열교환튜브로 이루어진 제2채널; 상기 제1채널 및 제2채널을 선택적으로 차폐하도록 마련된 개폐부; 및 차량의 운전조건에 따라 상기 개폐부를 제어하여 상기 제1채널 및 제2채널의 배기유동을 단속하도록 마련된 제어부;를 포함하는 차량의 배기 시스템 및 그 제어방법이 소개된다.

Description

차량의 배기 시스템 및 그 제어방법{EXHAUST SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 차량의 배기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 배기의 일부를 흡기측으로 재순환시키는 과정에서 배기를 효율적으로 냉각시키기 위한 배기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량 운전시, 연료의 연소에 따라 발생되는 배기에는 차량의 운전조건 등에 따라 인체에 유해하거나 대기를 오염시킬 수 있는 배기규제물질이 발생하게 된다. 주요 배기규제물질로는 탄소산화물 또는 질소산화물 등이 있다.
이러한 배기규제물질의 배출량을 저감하기 위해 차량에는 다양한 배기정화시스템이 구비될 수 있는데, 배기의 일부를 흡기측으로 재순환시켜 엔진에서의 재연소과정을 통해 상기 배기규제물질을 대폭 저감시킬 수 있는 EGR시스템(EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM)이 그러한 시스템 중 하나에 해당한다.
한편, 엔진의 연소과정을 통해 온도가 증가된 배기가 그대로 흡기측으로 유입되는 경우, 고온팽창에 의해 엔진의 연소과정에 유입되는 흡기량이 대폭 감소되어 엔진효율이 낮아질 수 있으므로, EGR을 통한 배기유동을 냉각시키기 위한 EGR쿨러(냉각유로)가 구비될 수 있다.
다만, 배기정화장치 중 DPF 등의 재생 또는 냉간운전 등 차량의 주행상황에 따라서 배기중의 불완전 탄소산화물 등의 이물질양이 정상적인 경우보다 비약적으로 상승되는 경우가 있을 수 있다.
이러한 상황에서는 배기의 냉각효율 향상을 위해 미세한 단면적을 이루도록 구비되는 배기의 냉각유로에 이물질이 부착되어 냉각유로의 막힘현상이 발생될 가능성이 높아지므로, EGR쿨러의 막힘현상을 방지하면서도 효과적으로 배기를 냉각하는 것이 EGR시스템에 있어서 중요한 과제가 된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 20-2011-0007964 A1
본 발명은 차량의 운전조건에 따라 이물질에 의한 배기 냉각유로의 막힘현상을 방지함과 동시에 효과적인 배기 냉각효율을 구현하는 차량의 배기 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 배기 시스템은 열교환핀이 구비된 복수의 열교환판이 적층되어 형성된 복수의 제1단위유로로 이루어진 제1채널; 제1채널과 병렬적으로 마련되며, 제1단위유로보다 더 큰 단면적을 가지는 제2단위유로를 각각 형성하는 복수의 열교환튜브로 이루어진 제2채널; 상기 제1채널 및 제2채널을 선택적으로 차폐하도록 마련된 개폐부; 및 차량의 운전조건에 따라 상기 개폐부를 제어하여 상기 제1채널 및 제2채널의 배기유동을 단속하도록 마련된 제어부;를 포함한다.
상기 제1채널 및 제2채널은 배기가 흡기측으로 재순환되기 위한 배기유로상에 마련되어 배기를 냉각시키도록 마련될 수 있다.
상기 개폐부는 상기 제1채널 및 제2채널의 입구부가 위치된 배기유로의 분기지점에 마련되어 상기 제1채널 또는 제2채널 중 어느 하나의 채널을 선택적으로 차폐하도록 마련될 수 있다.
상기 개폐부는 상기 분기지점에 회동 가능하도록 마련되어 상기 제1채널 또는 제2채널 중 어느 하나의 채널을 선택적으로 차폐하기 위해 회동되도록 마련될 수 있다.
상기 제어부는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드에 해당되면 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널에 퇴적되는 것을 방지하도록 마련될 수 있다.
상기 제어부는 차량의 운전조건이 냉간운전 상태에 해당되면 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널에 퇴적되는 것을 방지하도록 마련될 수 있다.
상기 제어부는 차량의 운전조건이 급가속 상태에 해당되면, 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기의 유동저항을 감소시키도록 마련될 수 있다.
상기 제어부는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드, 냉간운전 및 급가속 상태에 해당되지 않는 경우, 상기 제1채널의 배기유동을 허용하고 상기 제2채널의 배기유동을 차단하도록 상기 개폐부를 제어할 수 있다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 배기 시스템 제어방법은 제어부에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는지 판단하는 운전조건판단단계; 및 상기 운전조건판단단계에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 복수의 제1단위유로로 이루어진 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제1단위유로보다 큰 단면적을 가지는 복수의 제2단위유로로 이루어진 제2채널의 배기유동을 허용하도록 제1채널 및 제2채널의 입구부측에 구비된 개폐부를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널에 퇴적되는 것을 방지하는 제2채널운용단계;를 포함한다.
상기 운전조건판단단계에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부에서 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속판단단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2채널운용단계에서는 상기 급가속판단단계에서 차량이 급가속되는 상황으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기의 유동저항을 감소시킬 수 있다.
상기 급가속판단단계에서 차량이 급가속 상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 제1채널의 배기유동을 허용하고 상기 제2채널의 배기유동을 차단하도록 상기 개폐부를 제어하는 제1채널운용단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 차량의 배기 시스템 및 그 제어방법에 따르면, 차량의 운전조건에 따라 이물질에 의한 배기 냉각유로의 막힘현상을 방지함과 동시에 효과적인 배기 냉각효율을 구현할 수 있다.
특히, 미세한 단위유동면적을 가지는 제1채널과 상기 제1채널보다 더 큰 단위유동면적을 가지는 제2채널을 구비함으로써, 차량의 운전조건에 따라 이물질에 의한 배기 냉각유로의 막힘현상이 방지될 수 있는 채널을 운용하여 배기를 냉각시켜 이물질에 의한 배기유로의 막힘현상을 방지할 수 있다.
또한, 제1채널은 배기의 냉각효율을 극대화시키기 위해 복수의 열교환핀이 구비된 열교환판을 적층하여 마련하고, 제2채널은 복수의 튜브형 단위유로로 이루어져 이물질에 의한 막힘현상이 방지되도록 할 수 있다.
한편, 제1채널과 제2채널의 배기유동을 단속하기 위한 개폐부는 제1채널과 제2채널의 분기지점에 회동 가능하도록 마련됨으로써, 단일 개체로 구비됨에도 불구하고 양측 채널의 배기유동을 효과적으로 단속할 수 있다.
제어부는 차량의 운전조건이 배기중의 이물질 포함량이 많은 상황을 배기정화장치의 재생모드, 냉간운전 또는 급가속상태 등으로 판단하고, 상기와 같은 운전조건에서는 제2채널을 운용하도록 개폐부를 제어함으로써, 배기 냉각유로의 막힘현상을 효과적으로 방지하면서도 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 EGR쿨러가 마련된 위치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 제1채널로 이루어진 배기 냉각유로를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 제2채널로 이루어진 배기 냉각유로를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 제1채널 및 제2채널로 이루어진 배기 냉각유로를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 제1채널을 운용하여 배기가 유동하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 제2채널을 운용하여 배기가 유동하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템 제어방법 과정을 설명하는 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1 내지 6과 같이, 본 발명에 따른 차량의 배기 시스템은, 복수의 제1단위유로(155)로 이루어진 제1채널(150); 제1채널(150)과 병렬적으로 마련되며, 제1단위유로(155)보다 더 큰 단면적을 가지는 복수의 제2단위유로(205)로 이루어진 제2채널(200); 상기 제1채널(150) 및 제2채널(200)을 선택적으로 차폐하도록 마련된 개폐부(220); 및 차량의 운전조건에 따라 상기 개폐부(220)를 제어하여 상기 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 배기유동을 단속하도록 마련된 제어부(250);를 포함한다.
이를 구체적으로 살펴보면, 제1채널(150)은 복수의 제1단위유로(155)로 이루어지고, 제2채널(200)은 제1채널(150)과 병렬적으로 마련되며 제1단위유로(155)보다 더 큰 단면적을 가지는 복수의 제2단위유로(205)로 이루어진다.
바람직하게는 본 발명의 제1채널(150) 및 제2채널(200)은 배기가 유동하는 배기유로(10)상에 위치되어 배기유로(10)의 일부를 구성하도록 마련되며, 더 바람직한 실시예로서는 배기의 일부가 흡기측(20)으로 재순환되는 EGR유로(50)상에 마련될 수 있다. 도 1에는 본 발명의 실시예로서 제1채널(150) 및 제2채널(200)이 EGR유로(50)상에 마련된 모습이 도시되어 있다.
또한, 바람직한 실시예로서 본 발명의 제1채널(150) 및 제2채널(200)은 배기를 냉각하기 위한 배기 냉각유로에 해당하며, 더 바람직한 실시예로서는 EGR유로(50)상에서 배기를 냉각시키는 EGR쿨러(100)에 해당될 수 있다.
제1채널(150)과 제2채널(200)을 병렬적으로 마련되므로 어느 하나의 채널을 유동하는 배기가 다시 다른 하나의 채널을 유동하지 않는 구조로 마련된다. 즉, 동일한 배기가 제1채널(150)과 제2채널(200)을 모두 유동하지 않는 구조로 마련되는 것이다. 도 4에는 본 발명의 일실시예로서 제1채널(150)과 제2채널(200)이 병렬적으로 구성된 배기유로(10)가 도시되어 있으며, 도 5 및 6에는 제1채널(150)과 제2채널(200)이 배기유로(10)상에 병렬적으로 마련된 모습이 도시되어 있다.
한편, 차량은 운전조건에 따라 배기중의 불완전 탄소산화물 등의 이물질양이 정상적인 경우보다 비약적으로 증가되는 경우가 있을 수 있다. 이러한 상황에서는 배기 중 비약적으로 증가된 이물질이 배기유로(10)상에 부착되어 배기유로(10)의 막힘현상이 발생시킬 가능성이 높아질 수 있다.
이에 따라, 제2채널(200)을 이루는 복수의 제2단위유로(205)는 제1채널(150)을 이루는 복수의 제1단위유로(155)보다 더 큰 단면적을 가지도록 마련함으로써, 제2채널(200)은 특정 운전조건에 의해 배기중의 이물질량이 증가된 상황에서도 이물질 점착에 의한 막힘현상 발생이 방지되도록 마련된다.
즉, 일반적인 운전조건에서는 제1채널(150)을 운용하여 배기가 유동시키고, 배기중의 이물질량이 증가되는 특수한 운전조건에서는 제2채널(200)을 운용하여 배기를 유동시킴으로써 배기중의 이물질 점착에 의한 배기유로(10) 막힘현상을 방지하는 것이다.
상기한 내용과 같이 배기중의 이물질량이 비약적으로 증가될 수 있는 운전조건은 실험적인 통계 또는 이론적인 예상치로서 결정될 수 있으며, 대표적으로는 DPF 등 배기정화장치의 재생모드, 냉간운전 또는 차량의 급가속상태 등이 있을 수 있다.
한편, 배기중의 이물질량 증가에도 불구하고 이물질 점착에 의한 배기유로(10) 막힘현상이 방지되기 위한 제2채널(200)의 제2단위유로(205) 단면적은 실험적 또는 이론적으로 다양하게 결정될 수 있다.
바람직한 예로는, 배기중의 이물질량이 증가되는 특정 운전조건하에서 일정시간 운용한 결과로서 이물질 점착에 의한 막힘현상이 일어나지 않는 단면적을 실험적인 통계로서 결정하거나, 서로 다른 단면적을 가지는 수개의 배기유로(10)를 기준으로 실험한 뒤, 단면적 증가에 따른 이물질 점착현상의 변화수준을 이론적으로 분석한 뒤, 이를 통해 본 발명에서 의욕하는 수준의 배기유로(10) 막힘현상 방지효과가 구현될 수 있는 단면적 크기를 이론적으로 산출할 수도 있다.
제1채널(150)의 제1단위유로(155) 단면적은 일반적인 운전조건(배기중 이물질량이 비약적으로 상승되는 경우로 판단된 특정 운전조건을 제외한)하에서 이물질에 의한 막힘현상이 방지될 수 있는 수준으로 결정되면 족하고, 이러한 결정은 제2단위유로(205)의 단면적을 결정하는 방식과 크게 다르지 않을 것이다.
이와 더불어, 제1채널(150) 및 제2채널(200)은 바람직한 실시예로서 배기의 냉각유로를 구성할 수 있는 바, 이물질에 의한 막힘현상을 방지하고자 제한없이 그 단면적을 크게 하는 것은 레이아웃적인 측면과 냉각효율적인 측면을 고려할 때 바람직하지 못하다.
따라서, 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 제1,2단위유로 단면적은 작게 설계하는 것을 지향하되, 이물질에 의한 막힘현상을 고려하여 그 단면적을 결정함이 바람직하며, 이는 상기한 바와 같이 실험적인 통계 또는 이론적인 산출결과로서 결정될 수 있고, 엔진 종류 내지는 연료소모량 등에 따라 다양하게 변화되어 결정될 수 있다. 도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 제1채널(150)이 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 제2채널(200)이 도시되어 있다. 제1채널(150)과 제2채널(200)의 단위유로 단면적의 차이는 도 4를 통해 개략적으로 파악할 수 있다.
한편, 도 2 내지 4와 같이, 상기 제1채널(150)은 열교환핀이 구비된 복수의 열교환판이 적층되어 복수의 제1단위유로(155)를 형성하며, 상기 제2채널(200)은 각각 제2단위유로(205)를 형성하는 복수의 열교환튜브로 마련된다.
구체적으로, 제1채널(150)은 앞서 살핀 것과 같이 복수의 제1단위유로(155)로 구성되되 제1단위유로(155)의 단면적이 비교적 작고 조밀하고 형성되어야 하는 바, 열교환핀이 형성된 복수의 열교환판을 적층함으로써 구비될 수 있다.
각각의 열교환핀은 해당 열교환핀이 형성된 열교환판 및 적층되는 타 열교환판과 접촉되도록 마련될 수 있고, 적층되는 타 열교환판과 접촉되지 않는 수준으로 돌출되어 각 유로가 서로 연통된 형상으로 마련될 수도 있는 등 형상이 다양할 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 열교환핀은 상기 열교환판과 일체로서 성형될 수 있고, 각 열교환판이 적층된 구성 또한 일체로서 성형될 수 있다. 열교환핀 및 열교환판의 소재는 열교환이 용이한 다양한 소재로 마련될 수 있다.
도 2 또는 4에는 열교환핀에 의해 각 열교환판 사이의 공간이 구획되어 복수의 제1단위유로(155)를 형성하도록 마련된 제1채널(150)이 도시되어 있다. 이에 따라, 제1채널(150)은 제2채널(200)에 비해 배기와의 접촉면적이 크게 증가되고, 배기의 열교환량이 많아 배기를 냉각시키는 성능이 제2채널(200)에 비해 우수하게 구비된다.
한편, 제2채널(200)은 본 발명의 실시예에 있어서, 앞서 살핀 바와 같이 복수의 제2단위유로(205)로 구성되되 제2단위유로(205)의 단면적이 비교적 크고 이물질에 의함 막힘현상이 방지될 수 있어야 하는 바, 복수의 열교환튜브로 구성된다.
열교환튜브의 단면이 일측으로 길게 연장된 다각형 또는 타원형으로 마련되는 경우, 유로의 너비가 작은 부분에서는 이물질에 의한 막힘현상이 발생될 수 있는 바, 열교환튜브의 단면은 바람직하게는 정방형의 다각형상 또는 원형으로 마련될 수 있다.
도 3 및 4에는 본 발명의 바람직한 실시예로서 제2채널(200)을 구성하는 복수의 제2단위유로(205)가 원형의 단면을 가지도록 열교환튜브들이 구비된 모습이 도시되어 있다. 도 4를 통해 제1채널(150)과 제2채널(200)의 단면적 및 그 형상의 비교가 가능할 것이다.
원형의 단면을 가지는 열교환튜브로 제2채널(200)을 형성하는 경우, 제1채널(150)에 비해 단위유로의 단면적을 크게 마련함으로써 이물질 점착에 의해 단위유로가 막히는 현상이 방지될 수 있으며, 단면의 반경방향으로 유로상의 너비가 균일하게 마련되므로 특히 막힘현상이 발생되기 용이한 부분이 없이 배기를 유동시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에서 제1채널(150)은 복수의 열교환핀이 조밀하게 구비된 열교환판을 적층하여 구성됨으로써 단면적이 작고 조밀한 단위유로들을 형성하는 바, 배기의 냉각성능을 향상시킬 수 있게 되고, 제2채널(200)은 단면이 바람직하게는 원형을 이루는 복수의 열교환튜브들로 구성됨으로써 배기중 이물질에 의한 막힘현상이 크게 개선될 수 있고 입구 및 출구간 배기차압이 감소될 수 있는 것이다.
한편, 개폐부(220)는 상기 제1채널(150) 및 제2채널(200)을 선택적으로 차폐하도록 마련된다. 구체적으로, 개폐부(220)는 제1채널(150) 및 제2채널(200)을 선택적으로 차폐하도록 마련되어 제1,2채널의 배기유동을 단속하는 장치로서 마련된다.
개폐부(220)가 작동하기 위한 구동력을 제공하기 위한 구동부(225)가 별도로 마련될 수 있으며, 상기 구동부(225)는 공압식 또는 기계식 등 다양한 종류로 마련될 수 있다.
한편, 개폐부(220)는 직선운동을 수행하는 플레이트형으로 구비되거나, 회동운동을 수행하는 플레이트 내지는 베인형으로 구비될 수 있는 등, 필요에 따라 다양한 방식으로 구비될 수 있다.
또한, 개폐부(220)는 제1,2채널의 입구부 또는 출구부를 선택적으로 차폐하도록 마련될 수 있고, 제1,2채널과 연통되는 상류측 또는 하류측을 선택적으로 차폐하도록 마련될 수도 있다.
도 5 및 6에는 본 발명의 일실시예로서 개폐부(220)가 회동 가능하게 마련되어 제1,2채널의 입구를 선택적으로 차폐하는 구조로 마련된 모습이 도시되어 있다. 이러한 개폐부(220)의 작동에 의해 배기의 유동은 제1채널(150) 또는 제2채널(200) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 유동할 수 있게 되는 것이다.
한편, 제어부(250)는 차량의 운전조건에 따라 상기 개폐부(220)를 제어하여 상기 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 배기유동을 단속하도록 마련된다. 이와 같은 제어부(250)와 개폐부(220)의 연결관계가 도 5 및 6에 개략적으로 도시되어 있다.
제어부(250)는 차량의 운전조건에 따라 개폐부(220)를 제어하여 제1,2채널의 배기유동을 제어하게 되는데, 이에 따라 차량의 운전조건에 부합하여 배기의 유동이 제1채널(150) 또는 제2채널(200)로 유동될 수 있다.
제2채널(200)을 운용하는 경우 제1단위유로(155)에 비해 더 큰 단면적으로 형성된 제2단위유로(205)로 배기가 유동되는 바, 제어부(250)는 배기중 이물질량이 비약적으로 증가되는 특정조건에서 제2채널(200)을 운용함으로써 배기유로(10)상의 이물질 점착에 따른 막힘현상을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 차량의 운전조건에 따라 제1채널(150)에 비해 제2채널(200)의 입구 및 출구간 배기차압이 더 작은 점을 이용하여 배기펌핑로스를 감소시키도록 할 수 있으며, 특히 본 발명의 제1,2채널이 EGR유로(50)상에 마련되는 경우 급가속을 위한 배기공급 향상에 유리하다.
한편, 제1채널(150)의 제1단위유로(155)는 제2단위유로(205)에 비해 단면적이 작고 조밀하게 형성되는 바, 특히 제1채널(150)이 배기의 냉각유로로 활용되는 경우 배기와 채널간 접촉면적이 증가되어 배기의 냉각효율이 향상되고, 이는 EGR시스템에 있어서 EGR효율을 향상시키는 중요한 효과를 가진다.
즉, 제어부(250)는 엔진의 작동상태(RPM, 연료소비량 등), 운전온도(냉간운전 등) 및 배기정화장치(DPF 등)의 재생모드 등을 판단하고, 이에 따라 차량의 운전조건을 파악하며, 제1,2채널 중 해당 운전조건에 적합한 채널을 통해 배기가 유동되도록 함으로써, 배기중 이물질량 증가에 의한 배기유로(10) 막힘현상을 효과적으로 방지함은 물론 바람직한 실시예로서 배기의 냉각효율을 향상시키고 배기펌핑부하를 적절히 조절할 수 있는 것이다.
한편, 도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 상기 제1채널(150) 및 제2채널(200)은 배기가 흡기측(20)으로 재순환되기 위한 배기유로(10)상에 마련되어 배기를 냉각시키도록 마련된다.
구체적으로, 제1채널(150) 및 제2채널(200)은 배기규제물질을 감소시키기 위해 차량의 배기가 흡기측(20)으로 재순환하기 위한 EGR유로(50)상에 마련되어 배기를 냉각시키도록 마련된다. 도 1에는 본 발명에 따른 제1채널(150)과 제2채널(200)이 EGR유로(50)상에서 배기를 냉각시키기 위해 마련된 모습이 도시되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, EGR유로(50)를 거쳐 흡기측(20)으로 유동하는 배기는 엔진효율 향상을 위해 냉각될 필요가 있는데, 본 발명의 실시예에서는 제1채널(150) 및 제2채널(200)이 EGR유로(50)상에서 배기 냉각유로로 활용되는 것이다.
제1채널(150)과 제2채널(200)은 공냉식 또는 수냉식으로 구비될 수 있는 등 다양한 냉각방식으로 구비될 수 있으며, 공냉식의 경우 외기를 직접 이용하거나 별도의 팬을 구비할 수 있고, 수냉식의 경우 엔진 냉각수를 활용하거나 별도의 냉각수라인을 형성하여 운용될 수도 있는 등 다양한 방식으로 마련될 수 있다.
또한, 앞서 살핀 바와 같이, 제1채널(150)에 형성된 제1단위유로(155)는 그 단면적이 작고 조밀하고 밀집되는 바, 배기의 냉각성능이 제2채널(200)에 비해 우수하다. 반면, 제2채널(200)의 제2단위유로(205)는 제1단위유로(155)에 비해 단면적이 크게 형성되어 냉각성능은 제1채널(150)에 비해 떨어질 수 있으나, 이물질 점착에 따른 막힘현상이 방지되어 배기중 이물질량이 비약적으로 증가되는 특정 운전조건에서 운용되기에 적합하다.
예컨대, 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전 상황과 같은 특정 운전조건에서는 배기중 이물질량이 농후해지고, 이에 따라 EGR시스템의 냉각유로(EGR쿨러)(100)상에서 이물질에 의한 막힘현상이 발생되기 쉬운데, 이 때 제2채널(200)을 통해 배기를 냉각함으로써 EGR유로(50)가 막히는 것을 방지할 수 있다.
반면, 상기한 경우와 같이 배기중 이물질량이 특히 농후해지는 특정 운전조건을 제외한 일반 운전조건하에서는, 제1채널(150)을 통해 배기를 냉각시킴으로써 그 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 차량의 급가속상태에서는 엔진으로 유입되어야할 흡기량이 순간적으로 급증되어야하는데, 제1채널(150)과 같이 단위유로의 단면적이 작고 조밀하게 형성된 배기 냉각유로를 사용하면 채널 입구 및 출구간의 배기차압이 비교적 커서 배기의 재순환량이 엔진에서 요구되는 흡기증가량을 충족시키기 어려울 수 있다.
이러한 경우에도 제2채널(200)을 운용하여 배기를 냉각시키게 되면 배기차압이 제1채널(150)보다 작은 바, 차량의 급가속에 따라 요구되는 엔진흡기량 증가수준을 충족시키기 용이해진다.
결국, 본 발명의 실시예에서는 EGR유로(50)의 EGR쿨러(100)를 상기 제1채널(150)과 제2채널(200)로 구성함으로써, 냉각효율을 상승시켜야 하는 상황과 이물질에 의한 막힘현상을 방지해야하는 상황을 제어부(250)에서 판단하고, 각 운전조건에 부합하는 채널을 운용함으로써 보다 효과적인 EGR시스템 운영이 가능해지는 것이다.
한편, 도 5 내지 6과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서 상기 개폐부(220)는 상기 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 입구부가 위치된 배기유로(10)의 분기지점에 마련되어 상기 제1채널(150) 또는 제2채널(200) 중 어느 하나의 채널을 선택적으로 차폐하도록 마련된다.
제1채널(150)과 제2채널(200)은 배기유로(10)상에 병렬적으로 마련되는 바, 그 상류측 배기유로(10)는 단일유로에서 분기되는 분기유로를 형성한다. 도 5 내지 6에는 동일 배기유로(10)상에 제1채널(150) 및 제2채널(200)이 마련되어 상류측이 분기되고 하류측이 다시 합쳐지는 모습이 도시되어 있다.
한편, 개폐부(220)는 상기 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 입구부측에 위치된다. 개폐부(220)가 제1,2채널의 중간지점 또는 출구부에 위치되면 배기유동이 차단된 어느 하나의 채널에서 개폐부(220)까지의 유로상에 배기가 유입된다.
예컨대, 개폐부(220)가 제1,2채널의 출구부에 마련되는 경우 배기중 이물질이 농후하여 제1채널(150)의 막힘현상을 방지코자 개폐부(220)를 통해 제1채널(150)의 배기유동을 차단하더라도, 제1채널(150)의 내부에는 이물질이 농후하게 존재하는 배기가 유입될 수 있고, 이에 따라 이물질 점착에 따른 제1채널(150) 막힘 현상이 발생할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 개폐부(220)를 제1,2채널의 입구부로서 배기유로(10)의 분기지점에 마련되도록 하여 어느 하나의 채널을 차폐하면 당시의 배기가 채널내로 유입되는 것을 방지하는 것이다. 도 5 및 6에는 제1,2채널의 입구부에 개폐부(220)가 마련된 모습이 도시되어 있다.
또한, 개폐부(220)는 제1채널(150) 또는 제2채널(200) 중 어느 하나의 채널을 선택적으로 차폐하도록 마련되는데, 이에 따라 제1채널(150) 차폐시 제2채널(200)은 개방되어 배기가 제2채널(200)을 통해 유동하게 되며, 제2채널(200) 차폐시 제1채널(150)이 개방되어 배기는 제1채널(150)을 통해 유동하게 된다.
즉, 개폐부(220)는 단일 객체로 구비됨에도 불구하고 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 유동을 모두 단속할 수 있으며, 어느 하나의 채널을 차폐하면 다른 하나의 채널은 개방되도록 함으로써 배기의 유동이 완전히 차단되는 상황을 배제한다.
결국, 본 발명의 실시예에서는 제어부(250)에서 차량의 운전조건에 따라 적절한 채널을 결정하고, 배기의 유동이 상기 제어부(250)에 의해 선택된 채널을 통해 유동될 수 있도록 단일 객체로 구비된 개폐부(220)가 제1,2채널의 배기유동을 동시에 단속하는 것이다.
한편, 도 5 내지 6과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서, 상기 개폐부(220)는 상기 분기지점에 회동 가능하도록 마련되어 상기 제1채널(150) 또는 제2채널(200) 중 어느 하나의 채널을 선택적으로 차폐하기 위해 회동되도록 마련된다.
앞서 살핀 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 개폐부(220)는 단일 객체로 마련되어 제1,2채널 중 어느 하나의 채널로 배기가 유동되는 것을 허용하면 다른 채널을 통한 배기의 유동이 차단되도록 마련되는데, 이를 위해 개폐부(220)는 제1채널(150)과 제2채널(200) 사이 지점에 일단부가 회동 가능하도록 마련되어 양 채널의 유동을 단속하게 된다.
바람직하게는, 개폐부(220)는 회동을 위한 동력을 제공하는 구동부(225)와 각 채널을 차폐할 수 있는 플레이트부로 마련될 수 있고, 회동이 가능하도록 일지점이 제1채널(150)과 제2채널(200) 사이 지점에 힌지결합된다.
이에 따라, 제어부(250)에 의해 제어되어 제1채널(150)을 차폐하도록 회동하면 제1채널(150)은 개폐부(220)에 의해 배기의 유동이 차단되고 제2채널(200)은 배기의 유동이 허용된다. 반대로, 개폐부(220)가 제2채널(200)을 차폐하기 위해 제2채널(200)측으로 회동되면 제2채널(200)은 배기의 유동이 차단되지만 제1채널(150)의 배기 유동은 허용되는 것이다.
도 5 내지 6에는 본 발명의 바람직한 실시예로서, 제1채널(150) 및 제2채널(200)이 서로 적층구조로 마련되고, 개폐부(220)는 상기 제1,2채널의 적층지점으로서 제1,2채널의 입구측에 힌지결합되어 회동 가능하도록 마련된 모습이 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 단일 객체로 존재하는 개폐부(220)의 구조가 복잡하게 구성되지 않으면서도 어느 하나의 채널 개방시 타 채널은 차폐되도록 함으로써 제1,2채널의 배기유동 허용여부를 동시에 결정할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서, 상기 제어부(250)는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드에 해당되면 상기 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널(200)의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부(220)를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널(150)에 퇴적되는 것을 방지하도록 마련된다.
구체적으로, 차량의 배기정화장치 중 DPF장치와 같이 이물질(특히 먼지 또는 불완전 탄소산화물)을 포집하여 배기 중 이물질량을 감소시키는 장치는, 포집된 이물질을 제거하여 포집장치를 재생하기 위한 재생모드를 수행할 수 있다.
차량의 운전조건이 상기 배기정화장치의 재생모드에 돌입하면, 연료의 과분사, 후분사 또는 배기관에 구비된 인젝터를 통해 연료를 분사하여 배기 중 탄소물질을 농후하게 만들고, 엔진RPM을 상승시키거나 상기 배기 중 농후해진 탄소물질이 지속적인 연소반응을 일으켜 배기온도를 상승시킨다.
이와 같이 배기온도가 상승하고 배기중 탄소물질 분포량이 높아지면 포집장치에 포집된 이물질이 연소하게 되는데, 포집장치의 이물질이 연소되어 제거됨으로써 상기 배기정화장치가 재생되는 것이다.
또한, 촉매장치를 이용하여 배기규제물질을 제거하는 배기정화장치의 경우에도 촉매반응조건을 충족시키기 위한 온도 형성을 위해, 배기중 불완전 연소물질(특히 탄소물질)을 증가시킬 수 있다.
한편, 차량의 운전조건이 상기한 바와 같이 DPF 등의 배기정화장치 재생모드에 해당되면 배기중에 특히 불완전 연소물질 등의 이물질량이 비약적으로 증가하게 되는데, 앞서 살핀 바와 같이 이러한 경우 제1채널(150)의 제1단위유로(155)에는 이물질 점착에 의한 막히현상이 발생되기 쉽다.
따라서, 제어부(250)는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드에 해당되면 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 제2채널(200)을 운용함으로써, 배기 중의 이물질로서 특히 불완전 연소물질이 제1채널(150)에 점착되어 막히는 것을 방지하게 된다.
특히, 본 발명의 바람직한 실시예로서 제1,2채널이 EGR유로(50)상의 배기 냉각유로로서 구비된 경우에는, 배기정화장치의 재생모드를 수행함에 따라 EGR 냉각유로의 막힘현상 방지를 위해 불가피하게 EGR시스템을 차단해야 했던 종래와는 달리, 제2채널(200)을 운용함으로써 배기정화장치의 재생모드와 함께 EGR시스템을 운용할 수 있어 매우 유리하다. 도 5에는 제어부(250)가 개폐부(220)를 제어하여 제1채널(150)을 차단하고 제2채널(200)을 운용하여 배기를 유동시키는 모습이 도시되어 있다.
결국, 본 발명의 실시예에서는 DPF, LNT 등의 배기정화장치를 재생하기 위해 배기중의 이물질량을 증가시키면서도 단면적이 비교적 크게 형성된 제2채널(200)을 운용함으로써, 배기정화장치의 재생모드 수행과 동시에 제1채널(150)의 막힘현상을 효과적으로 방지하면서 배기를 유동시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서, 상기 제어부(250)는 차량의 운전조건이 냉간운전 상태에 해당되면 상기 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널(200)의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부(220)를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널(150)에 퇴적되는 것을 방지하도록 마련된다.
구체적으로, 차량의 운전조건이 냉간운전 상태에 해당되면, 온도 등의 연소조건이 부적절하여 엔진에 유입된 연료가 완전 연소되지 않고 불완전 연소된 채 배기중에 포함될 가능성이 높아진다.
따라서, 제어부(250)는 차량의 운전조건이 냉간운전 상태에 해당되면, 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 제2채널(200)을 운용함으로써, 배기 중의 이물질로서 특히 불완전 연소물질이 제1채널(150)에 점착되어 막히는 것을 방지한다. 도 5에는 제어부(250)가 개폐부(220)를 제어하여 제1채널(150)을 차단하고 제2채널(200)을 운용하여 배기를 유동시키는 모습이 도시되어 있다.
차량의 냉간운전 상태 해당여부는 다양한 방식으로 결정할 수 있는데, 본 발명의 바람직한 실시예로서 제어부(250)는 외기온 측정값이 기준값 이하이거나, 냉각수온이 기준값 이하(예컨대 90도 등)인 경우를 냉간운전 상태로 판단할 수 있다.
특히, 본 발명의 바람직한 실시예로서 제1,2채널이 EGR유로(50)상의 배기 냉각유로로서 구비된 경우에는, 차량이 냉간운전 상태에 해당됨에 따라 EGR 냉각유로의 막힘현상이 발생할 가능성이 높던 종래와는 달리, 제2채널(200)을 운용함으로써 차량의 냉간운전 상태에서도 안정적으로 EGR시스템을 운용할 수 있어 매우 유리하다.
결국, 본 발명의 실시예에서는 차량의 운전조건이 냉간운전 상태에 해당되어 대기온도가 지나치게 낮아 연료의 불완전 연소물질 등 이물질이 배기중에 농후해질 수 있는 상황이라도, 단면적이 비교적 크게 형성된 제2채널(200)을 운용함으로써 배기유로(10)상의 막힘현상을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서, 상기 제어부(250)는 차량의 운전조건이 급가속 상태에 해당되면, 상기 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널(200)의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부(220)를 제어함으로써, 배기의 유동저항을 감소시키도록 마련된다.
구체적으로, 차량이 급가속 상태에 해당되면 엔진에서 연소과정을 위해 필요한 흡기량이 급증하게 된다. 흡기량을 급증시키는 만큼 배기의 배출량도 급증하게 되는데, 배기차압이 큰 배기유로(10)를 이용하여 배기를 유동시키면 배기의 배출량을 증가시키기 위한 배기펌핑로스가 증가하게 된다.
이에 따라, 제어부(250)는 차량의 운전조건이 급가속 상태에 해당되는 것으로 판단되면, 배기가 유동하는 단위유로의 단면적이 작고 조밀하게 형성된 제1채널(150)을 차폐하고 단위유로의 단면적이 비교적 크게 형성되어 배기 유동이 보다 용이한 제2채널(200)을 개방하여 배기를 제2채널(200)을 통해 유동시킴으로써, 차량의 급가속 상태에서 배기펌핑로스를 감소시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예로서 제1,2채널이 EGR유로(50)상에서 냉각유로를 구성하는 경우에도, 차량의 운전조건이 급가속 상태에 해당되면 급증하는 엔진의 흡기량을 보다 신속하게 충족시키기 위해, 제1채널(150)에 비해 배기저항이 작아 입구 및 출구간 배기차압이 작은 제2채널(200)을 운용하여 배기를 유동시키는 것이 엔진 효율적인 측면에서 유리하다. 도 5에는 제어부(250)가 개폐부(220)를 제어하여 제1채널(150)을 차단하고 제2채널(200)을 운용하여 배기를 유동시키는 모습이 도시되어 있다.
한편, 제어부(250)는 다양한 방식으로 차량의 급가속 상태를 결정할 수 있는데, 바람직한 실시예로서 엑셀레이터 페달의 답입량 변화율이 일정수준 이상인 경우 본 발명에서의 급가속 상태로 판단할 수 있다.
예컨대, 엑셀레이터 페달의 답입량 변화율이 단위시간당 30%이상인 경우, 제어부(250)는 차량의 운전조건이 급가속 상태로 판단할 수 있다. 답입량은 최대답입량 대비 현재답입량의 비율을 기준으로 판단한다. 상기한 기준은 통상의 기술자 수준에서 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.
결국, 본 발명의 실시예에서는 차량의 운전조건이 급가속 상태로 판단되는 경우, 제1채널(150)의 제1단위유로(155)보다 큰 단면적으로 형성된 제2단위유로(205)로 이루어진 제2채널(200)을 운영함으로써, 배기의 유동저항을 감소시켜 순간적으로 급증하는 배기의 배출량을 충족시킬 수 있도록 하고, 나아가 EGR쿨러(100)로서 제1,2채널이 마련된 경우에는 순간적으로 급증하는 EGR 요구량을 충족시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에서, 상기 제어부(250)는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드, 냉간운전 및 급가속 상태에 해당되지 않는 경우, 상기 제1채널(150)의 배기유동을 허용하고 상기 제2채널(200)의 배기유동을 차단하도록 상기 개폐부(220)를 제어한다.
구체적으로, 앞서 살핀 바와 같이 제1채널(150)을 구성하는 제1단위유로(155)는 제2채널(200)의 제2단위유로(205)보다 단면적이 작게 형성되는 만큼 배기와의 접촉면적이 넓으므로, 제2채널(200)에 비해 제1채널(150)에 의한 배기의 냉각효율이 높은 바, 차량의 운전조건이 특정조건(배기정화장치 재생모드, 냉간운전 및 급가속 상태 등)에 해당되어 제2채널(200)의 운용이 요구되지 않는 경우에는 제어부(250)가 제2채널(200)을 차단하고 제1채널(150)을 통해 배기가 유동되도록 한다.
특히, 제1,2채널이 EGR유로(50)상에서 냉각유로로서 구비되는 경우에는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드, 냉간운전 및 급가속 상태 등에 해당되어 제2채널(200)의 운용이 요구되는 상황이 아닌 경우, 제1채널(150)을 운용함으로써 흡기측(20)으로 재순환되는 배기의 냉각효율을 향상시켜 EGR량을 증가시킴으로써 EGR시스템의 효율을 향상시키는 것이다. 도 6에는 제어부(250)에 의해 개폐부(220)가 제2채널(200)을 차폐하고 제1채널(150)이 운용되는 상황이 도시되어 있다.
한편, 도 6 내지 7과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템 제어방법은 제어부(250)에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는지 판단하는 운전조건판단단계(S100); 및 상기 운전조건판단단계(S100)에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(250)는 복수의 제1단위유로(155)로 이루어진 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 상기 제1단위유로(155)보다 큰 단면적을 가지는 복수의 제2단위유로(205)로 이루어진 제2채널(200)의 배기유동을 허용하도록 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 입구부측에 구비된 개폐부(220)를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널(150)에 퇴적되는 것을 방지하는 제2채널운용단계(S300);를 포함한다.
구체적으로, 운전조건판단단계(S100)에서는 제어부(250)에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는지 판단한다. 본 발명의 일실시예로서 배기정화장치의 재생모드 판단은 엔진의 구동상태 및 연료의 분사상태 등을 기준으로 판단할 수 있으며, 냉간운전 해당여부는 냉각수온이 일정수준 이하인지를 기준으로 판단할 수 있다.
한편, 제2채널운용단계(S300)에서는 상기 운전조건판단단계(S100)에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(250)는 복수의 제1단위유로(155)로 이루어진 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 상기 제1단위유로(155)보다 큰 단면적을 가지는 복수의 제2단위유로(205)로 이루어진 제2채널(200)의 배기유동을 허용하도록 제1채널(150) 및 제2채널(200)의 입구부측에 구비된 개폐부(220)를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널(150)에 퇴적되는 것을 방지하는 제2채널운용단계(S300);를 포함한다.
구체적으로, 제어부(250)는 개폐부(220)를 구동하는 구동부(225)를 제어하여 개폐부(220)를 구동하되, 제1채널(150)을 차단하고 제1채널(150)의 제1단위유로(155)보다 더 큰 단면적을 가지는 제2단위유로(205)로 구성된 제2채널(200)을 개방하여 배기 중 이물질로서 특히 불완전 연소물질이 제1채널(150)에 점착 또는 퇴적되는 것을 방지한다.
이에 따라, 배기 중 이물질이 농후한 차량의 운전조건에서도 배기유로(10)의 이물질 퇴적에 따른 막힘현상을 방지하면서 배기를 유동시킬 수 있게 되는 것이다. 도 6에는 제어부(250)에 의해 제2채널(200)이 운용되도록 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템에 제어된 상황이 도시되어 있다.
한편, 도 7과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기 시스템 제어방법은, 상기 운전조건판단단계(S100)에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(250)에서 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속판단단계(S200);를 더 포함한다.
또한, 상기 제2채널운용단계(S300)에서는 상기 급가속판단단계(S200)에서 차량이 급가속되는 상황으로 판단된 경우, 상기 제어부(250)는 상기 제1채널(150)의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널(200)의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부(220)를 제어함으로써, 배기의 유동저항을 감소시킨다.
구체적으로, 제어부(250)는 차량의 운전조건이 배기 중 불완전 연소물질이 농후해지는 배기정화장치 재생모드 또는 냉간운전 상태에 해당되지 않는 것으로 판단되면, 배기의 유동량이 신속하게 변화되어야 하는 차량의 급가속 상태인지를 판단한다.
상기 급가속판단단계(S200)에서 차량의 운전조건이 급가속 상태로 판단되면, 제어부(250)는 개폐부(220)를 제어하여 제1채널(150)을 차단하고 제2채널(200)을 운용하게 되는데, 이에 따라 차량의 급가속에 의해 배기의 유동저항이 감소되어 급증하는 배기 배출량을 충족시키기 위한 배기펌핑로스를 감소시킬 수 있음은 물론, 특히 EGR 시스템의 냉각유로로서 제1,2채널이 활용된 경우에는 급증하는 EGR량을 충족시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 5 및 7과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 배기시스템 제어방법은, 상기 급가속판단단계(S200)에서 차량이 급가속 상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(250)는 상기 제1채널(150)의 배기유동을 허용하고 상기 제2채널(200)의 배기유동을 차단하도록 상기 개폐부(220)를 제어하는 제1채널운용단계(S400);를 더 포함한다.
구체적으로, 차량의 운전조건이 특정조건(배기정화장치의 재생모드, 냉간운전 및 급가속 상태)에 해당되지 않는 경우, 제어부(250)는 제2채널(200)을 차단하고 배기와의 접촉면적이 더 넓게 형성된 제1채널(150)을 운용하여 배기를 유동시킨다.
특히, 제1,2채널이 배기의 냉각유로로 활용된 경우 제1채널(150)은 제2채널(200)에 비해 냉각효율이 향상되는 바, 제1채널(150)을 운용하여 배기를 냉각시킴으로써 배기의 냉각효율을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
150 : 제1채널 200 : 제2채널
250 : 제어부 S100 : 운전조건판단단계
S200 : 급가속판단단계 S300 : 제2채널운용단계
S400 : 제1채널운용단계

Claims (12)

  1. 열교환핀이 구비된 복수의 열교환판이 적층되어 형성된 복수의 제1단위유로로 이루어진 제1채널;
    제1채널과 병렬적으로 마련되며, 제1단위유로보다 더 큰 단면적을 가지는 제2단위유로를 각각 형성하는 복수의 열교환튜브로 이루어진 제2채널;
    상기 제1채널 및 제2채널을 선택적으로 차폐하도록 마련된 개폐부; 및
    차량의 운전조건에 따라 상기 개폐부를 제어하여 상기 제1채널 및 제2채널의 배기유동을 단속하도록 마련된 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드에 해당되면 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널에 퇴적되는 것을 방지하도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1채널 및 제2채널은 배기가 흡기측으로 재순환되기 위한 배기유로상에 마련되어 배기를 냉각시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐부는 상기 제1채널 및 제2채널의 입구부가 위치된 배기유로의 분기지점에 마련되어 상기 제1채널 또는 제2채널 중 어느 하나의 채널을 선택적으로 차폐하도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 개폐부는 상기 분기지점에 회동 가능하도록 마련되어 상기 제1채널 또는 제2채널 중 어느 하나의 채널을 선택적으로 차폐하기 위해 회동되도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 운전조건이 냉간운전 상태에 해당되면 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널에 퇴적되는 것을 방지하도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 운전조건이 급가속 상태에 해당되면, 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기의 유동저항을 감소시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드, 냉간운전 및 급가속 상태에 해당되지 않는 경우, 상기 제1채널의 배기유동을 허용하고 상기 제2채널의 배기유동을 차단하도록 상기 개폐부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템.
  9. 제어부에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는지 판단하는 운전조건판단단계; 및
    상기 운전조건판단단계에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 복수의 제1단위유로로 이루어진 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제1단위유로보다 큰 단면적을 가지는 복수의 제2단위유로로 이루어진 제2채널의 배기유동을 허용하도록 제1채널 및 제2채널의 입구부측에 구비된 개폐부를 제어함으로써, 배기 중 불완전 연소물질이 상기 제1채널에 퇴적되는 것을 방지하는 제2채널운용단계;를 포함하는 차량의 배기 시스템 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 운전조건판단단계에서 차량의 운전조건이 배기정화장치의 재생모드 또는 냉간운전에 해당되지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부에서 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속판단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템 제어방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2채널운용단계에서는 상기 급가속판단단계에서 차량이 급가속되는 상황으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 제1채널의 배기유동을 차단하고 상기 제2채널의 배기유동을 허용하도록 상기 개폐부를 제어함으로써, 배기의 유동저항을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템 제어방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 급가속판단단계에서 차량이 급가속 상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 제1채널의 배기유동을 허용하고 상기 제2채널의 배기유동을 차단하도록 상기 개폐부를 제어하는 제1채널운용단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배기 시스템 제어방법.
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