KR20190067525A - Apparatus of controlling egr apparatus and method using the same - Google Patents

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KR20190067525A KR1020170167548A KR20170167548A KR20190067525A KR 20190067525 A KR20190067525 A KR 20190067525A KR 1020170167548 A KR1020170167548 A KR 1020170167548A KR 20170167548 A KR20170167548 A KR 20170167548A KR 20190067525 A KR20190067525 A KR 20190067525A
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Abstract

The present invention relates to a device and a method for controlling an exhaust gas recirculation device, capable of rapidly increasing the temperature of cooling water at an initial stage of starting a vehicle. According to the embodiment of the present invention, the device for controlling an exhaust gas recirculation device includes: an engine including at least a cylinder generating power by combustion of a fuel; an exhaust gas recirculation device including a recirculation line, a recirculation cooler, and a recirculation valve; a cooling water control valve controlling a flow rate of the cooling water supplied to the recirculation cooler by being installed in a cooling line in which the cooling water supplied to the recirculation cooler flows by passing an engine; and a control unit calculating the temperature of a recirculation cooler body or the temperature of the cooling water in the recirculation cooler when the cooling water supplied to the recirculation cooler of the exhaust gas recirculation device is stopped and does not flow, wherein the control unit also controls the cooling water control valve for the cooling water control valve to be opened or closed in accordance with the temperature of the recirculation cooler body or the temperature of the cooling water in the recirculation cooler. The recirculation line is joined with an intake line in which new air supplied to the cylinder flows by diverging from an exhaust line in which exhaust gas discharged from the cylinder flows. The recirculation cooler is installed in the recirculation line. The recirculation valve controls the flow rate of the exhaust gas supplied to the recirculation line.

Description

배기가스 재순환 장치의 제어 장치 및 방법 {APPARATUS OF CONTROLLING EGR APPARATUS AND METHOD USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation apparatus,

본 발명은 배기가스 재순환 장치의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량의 시동 초기에 냉각수의 온도를 빠르게 증가시킬 수 있는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control apparatus and method for an exhaust gas recirculation apparatus, and more particularly, to an apparatus and method for controlling an exhaust gas recirculation apparatus capable of rapidly increasing the temperature of cooling water at the start of a vehicle.

일반적으로, 엔진의 연소실에서 발생한 열의 일부는 연소실 헤드와 연소실 블록, 및 피스톤 등에 전달된다. 엔진을 구성하는 부품들의 온도는 적정한 수준에서 유지되어야 하기 때문에, 과열된 엔진 부품들은 냉각수에 의해 식혀진다.Generally, part of the heat generated in the combustion chamber of the engine is transferred to the combustion chamber head, the combustion chamber block, and the piston. Since the temperature of the components of the engine must be maintained at an appropriate level, the overheated engine components are cooled by the coolant.

즉, 구성 부품들의 온도가 과도하게 증가하면, 금속 재질로 형성된 각 구성 부품에 열 변형이 발생하거나 연소실 내벽의 유막이 손상되기 때문에 피스톤과 연소실 블록 사이의 윤활 작용이 나빠지는 열적 장애가 발생한다. 이러한 엔진의 열적 장애 현상은 엔진의 연소 불량, 노킹, 또는 조기 점화(preignition)과 같은 이상 연소를 발생시키고, 열효율이 저하되며, 이와 더불어 엔진의 출력도 저하되는 문제가 발생한다.That is, if the temperature of the component parts excessively increases, thermal deformation occurs in each component formed of a metal material, or the oil film on the inner wall of the combustion chamber is damaged, thereby causing a thermal obstacle to deteriorate the lubricating action between the piston and the combustion chamber block. Such a thermal failure phenomenon of the engine causes abnormal combustion such as combustion failure, knocking, or preignition of the engine, deteriorates the thermal efficiency, and causes the output of the engine to deteriorate.

이와 반대로, 엔진의 냉각수의 온도가 과도하게 낮아지면, 엔진의 출력과 연비가 저하되는 문제가 발생하기 때문에 냉각수의 온도를 적절하게 제어할 필요가 있다. 또한, 연소실의 온도가 낮기 때문에 불완전 연소로 인해 배기 가스가 과다 방출되는 문제가 발생한다.Conversely, if the temperature of the cooling water of the engine is excessively low, there is a problem that the output of the engine and the fuel consumption are lowered. Therefore, it is necessary to appropriately control the temperature of the cooling water. Further, since the temperature of the combustion chamber is low, there is a problem that the exhaust gas is excessively discharged due to incomplete combustion.

한편, 차량에는 배기 가스에 포함된 질소산화물(nitrous oxide; NOx)을 줄이기 위한 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 장치가 구비된다. Meanwhile, the vehicle is provided with an exhaust gas recirculation (EGR) device for reducing nitrous oxide (NOx) contained in the exhaust gas.

배기가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 장치는 유해 배기가스의 저감을 위해 차량에 장착되는 장치이다. 일반적으로, NOx는 혼합기 중에 공기의 비율이 높아서 연소가 잘될 때 증가한다. 따라서, 배기가스 재순환 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부(예를 들어 5~20%)를 다시 혼합기에 섞어 혼합기 속의 산소량을 줄이고 연소를 방해하여 NOx의 발생을 억제하는 장치이다.An exhaust gas recirculation (EGR) device is a device mounted on a vehicle for the reduction of harmful exhaust gases. Generally, NOx is increased when the proportion of air in the mixer is high and the combustion is good. Therefore, the exhaust gas recirculation system is a device that mixes a part of the exhaust gas (for example, 5 to 20%) discharged from the engine back into the mixer to reduce the amount of oxygen in the mixer and obstruct combustion, thereby suppressing the generation of NOx.

대표적인 배기가스 재순환 시스템으로 LP??EGR(low pressure EGR) 장치가 있다. LP??EGR 장치에는 재순환되는 배기 가스를 냉각시키기 위한 EGR 재순환 쿨러가 구비된다. 이때, EGR 재순환 쿨러도 엔진의 냉각수를 통해 재순환되는 배기 가스를 냉각시킨다.Typical exhaust gas recirculation systems include LP low-pressure EGR (EGR) devices. The LPG EGR apparatus is provided with an EGR recirculation cooler for cooling the recirculated exhaust gas. At this time, the EGR recirculation cooler also cools the exhaust gas recirculated through the cooling water of the engine.

즉, 엔진의 냉각수는 엔진의 구성부품뿐만 아니라, 차량에 구비된 다양한 재순환 쿨러로 공급된다. 따라서, 엔진의 냉각수 온도를 빠르게 증가시켜야 하는 경우(예를 들어, 차량의 냉간 시동의 경우 등)에 차량에 구비된 다양한 종류의 재순환 쿨러에 엔진의 냉각수가 공급되면, 냉각수의 온도를 증가시키는데 많은 시간이 소요되는 문제가 발생한다.That is, the cooling water of the engine is supplied not only to the components of the engine, but also to various recirculating coolers provided in the vehicle. Accordingly, when the cooling water of the engine is supplied to various recirculating coolers provided in the vehicle in a case where the cooling water temperature of the engine has to be increased rapidly (for example, in case of cold start of the vehicle) Time-consuming problems arise.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 시동 초기에 냉각수의 온도를 빠르게 증가시킬 수 있는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling an exhaust gas recirculation apparatus capable of rapidly increasing the temperature of cooling water at the start of a vehicle.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치의 제어 장치는 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 적어도 하나의 실린더를 포함하는 엔진, 상기 실린더에서 배출되는 배기가스가 흐르는 배기 라인에서 분기하여 상기 실린더로 공급되는 신기가 흐르는 흡기 라인으로 합류하는 재순환 라인, 상기 재순환 라인에 설치되는 재순환 쿨러, 및 상기 재순환 라인으로 공급되는 배기가스 유량을 조절하는 재순환 밸브를 포함하는 배기가스 재순환 장치, 상기 엔진을 경유하여 상기 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수가 흐르는 냉각 라인에 설치되어 상기 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수 유량을 조절하는 냉각수 조절 밸브, 및 상기 배기가스 재순환 장치의 상기 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수가 흐르는 않는 유동 정지시에 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도를 계산하고, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도에 따라 상기 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an exhaust gas recirculation system including an engine including at least one cylinder for generating power by combustion of fuel, A recirculation line branching from a flowing exhaust line and merging into an intake line through which fresh air is supplied to the cylinder, a recirculation cooler provided in the recirculation line, and a recirculation valve for regulating a flow rate of exhaust gas supplied to the recirculation line A cooling water regulating valve installed in a cooling line through which the cooling water supplied to the recirculating cooler flows via the engine to regulate a flow rate of cooling water supplied to the recirculating cooler, and a cooling water regulating valve provided in the recirculating cooler of the exhaust gas recirculating device When the flow stops without flowing cooling water And a control unit for controlling the cooling water control valve to be opened or closed according to the temperature of the cooling water in the recirculation cooler or the temperature of the recirculating cooling body in the recirculation cooler, .

상기 제어부는 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도가 설정 온도를 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어할 수 있다.The control unit may control the cooling water control valve to be opened when the temperature of the cooling water in the recirculation cooler or the temperature of the recirculating cooling body exceeds the set temperature.

상기 제어부는 상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량, 및 상기 냉각수의 비열로부터 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도를 계산할 수 있다.Wherein the control unit controls the flow rate of the exhaust gas recirculated in the recirculating cooler from the flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculating unit, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the cooling water flow rate inside the recirculating cooler, The coolant temperature can be calculated.

상기 제어부는

Figure pat00001
의 수식으로부터 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도(
Figure pat00002
)를 계산하고, 여기서,
Figure pat00003
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00004
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00005
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00006
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00007
는 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량이고,
Figure pat00008
는 냉각수의 비열일 수 있다.The control unit
Figure pat00001
The cooling water temperature inside the recirculating cooler (
Figure pat00002
), ≪ / RTI >
Figure pat00003
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00004
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00005
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00006
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00007
Is the cooling water flow rate inside the recirculation cooler,
Figure pat00008
May be the specific heat of the cooling water.

상기 제어부는 상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 바디의 열계수, 및 재순환 가스와 재순환 쿨러 바디의 접촉 면적으로부터 상기 재순환 쿨러 바디의 온도를 계산할 수 있다.Wherein the control unit controls the flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculation device, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the heat coefficient of the recirculating cooler body, and the contact area of the recirculating gas and the recirculating cooler body The temperature of the recirculating cooler body can be calculated.

상기 제어부는

Figure pat00009
의 수식으로부터 상기 재순환 쿨러 바디의 온도(
Figure pat00010
)를 계산하고, 여기서, 여기서,
Figure pat00011
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00012
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00013
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00014
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00015
는 재순환 쿨러 바디의 열계수이고,
Figure pat00016
는 재순환 쿨러 바디와 재순환 가스가 접촉하는 면적일 수 있다.The control unit
Figure pat00009
The temperature of the recirculating cooler body (
Figure pat00010
), Where < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00011
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00012
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00013
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00014
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00015
Is the heat coefficient of the recirculating cooler body,
Figure pat00016
May be the area where the recirculating cooler body and recycle gas contact.

상기 제어부는 상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량을 산출하고, 상기 질소산화물의 발생량에 따라 상기 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어할 수 있다.The control unit may calculate the amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recycle gas and control the cooling water control valve to be opened or closed according to the amount of generated nitrogen oxide.

상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량은 실험에 의해 도출되어 맵 데이터 형식으로 상기 제어부에 미리 저장될 수 있다.The amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recycle gas may be derived by experiment and stored in advance in the map data format.

상기 제어부는 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도, 재순환 쿨러 바디의 온도, 또는 상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량 중의 어느 하나가 기준값을 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어할 수 있다.The control unit may control the cooling water control valve to be opened when any one of the cooling water temperature in the recirculation cooler, the temperature of the recirculating cooler body, or the amount of nitrogen oxide generation in accordance with the temperature of the recirculating gas exceeds a reference value.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 배기가스 재순환 장치의 제어 방법은 제어부에 의해, 배기가스 재순환 장치의 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수가 흐르지 않는 유동 정지시에 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도를 계산하는 단계, 상기 제어부에 의해, 상기 재순환 쿨러의 재순환 쿨러 바디의 온도를 계산하는 단계, 상기 제어부에 의해, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도에 따라 상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 냉각수 유량을 조절하는 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.A control method of an exhaust gas recirculation apparatus according to another embodiment of the present invention includes a step of calculating a cooling water temperature inside the recirculation cooler by a control unit when a flow stopping operation of the cooling water supplied to the recirculation cooler of the exhaust gas recirculation apparatus does not occur, The control unit calculates the temperature of the recirculating cooler body of the recirculating cooler and controls the flow rate of the cooling water supplied to the exhaust gas recirculating unit according to the temperature of the cooling water inside the recirculating cooler or the temperature of the recirculating cooler body And controlling the regulating cooling water control valve to be opened or closed.

상기 제어하는 단계는 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도가 설정 온도를 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어할 수 있다.The controlling step may control the cooling water control valve to be opened when the temperature of the cooling water inside the recirculating cooler or the temperature of the recirculating cooling body exceeds the set temperature.

상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도는 상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량, 및 상기 냉각수의 비열로부터 계산될 수 있다.The cooling water temperature in the recirculating cooler is determined by the flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculating device, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the cooling water flow rate in the recirculating cooler, Can be calculated.

상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도(

Figure pat00017
)는
Figure pat00018
The cooling water temperature inside the recirculation cooler (
Figure pat00017
)
Figure pat00018

의 수식으로부터 계산되고, 여기서,

Figure pat00019
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00020
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00021
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00022
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00023
는 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량이고,
Figure pat00024
는 냉각수의 비열일 수 있다.Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00019
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00020
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00021
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00022
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00023
Is the cooling water flow rate inside the recirculation cooler,
Figure pat00024
May be the specific heat of the cooling water.

상기 재순환 쿨러 바디의 온도는 상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 바디의 열계수, 및 재순환 가스와 재순환 쿨러 바디의 접촉 면적으로부터 계산될 수 있다.The temperature of the recirculating cooler body is determined by the flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculating device, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the heat coefficient of the recirculating cooler body, Can be calculated from the contact area of the contact surface.

상기 재순환 쿨러 바디의 온도(

Figure pat00025
)는
Figure pat00026
의 수식으로부터 계산되고, 여기서,
Figure pat00027
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00028
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00029
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00030
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00031
는 재순환 쿨러 바디의 열계수이고,
Figure pat00032
는 재순환 쿨러 바디와 재순환 가스가 접촉하는 면적일 수 있다.The temperature of the recirculating cooler body (
Figure pat00025
)
Figure pat00026
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00027
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00028
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00029
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00030
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00031
Is the heat coefficient of the recirculating cooler body,
Figure pat00032
May be the area where the recirculating cooler body and recycle gas contact.

상기 제어부에 의해, 상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량을 산출하는 단계; 및 상기 제어부에 의해, 상기 질소산화물의 발생량에 따라 상기 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Calculating, by the control unit, an amount of nitrogen oxides generated according to a temperature of the recycle gas; And controlling the cooling water control valve to be opened or closed by the control unit according to an amount of the generated nitrogen oxide.

상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량은 실험에 의해 도출되어 맵 데이터 형식으로 상기 제어부에 미리 저장될 수 있다.The amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recycle gas may be derived by experiment and stored in advance in the map data format.

상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도, 재순환 쿨러 바디의 온도, 또는 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도에 따른 질소산화물의 발생량 중의 어느 하나가 기준값을 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어할 수 있다.The cooling water control valve may be controlled to be opened when any one of the cooling water temperature inside the recirculating cooler, the temperature of the recirculating cooler body, or the amount of nitrogen oxides generated according to the cooling water temperature inside the recirculating cooler exceeds a reference value.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 배기가스 재순환 장치의 제어 장치 및 방법에 의하면, 배기가스 재순환 장치를 통해 재순환되는 배기가스의 유량과 냉각수 유량으로부터 재순환 쿨러의 온도와 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도를 예측하여 배기가스 재순환 장치로 공급되는 냉각수 유량을 조절함으로써, 차량의 시동 초기에 냉각수의 온도를 빠르게 증가시킬 수 있다.According to the apparatus and method for controlling an exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention as described above, the temperature of the recirculation cooler and the temperature of the cooling water inside the recirculation cooler can be calculated from the flow rate of the exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation device, The temperature of the cooling water can be rapidly increased at the start of the vehicle by adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the exhaust gas recirculation device.

또한, 시동 초기에 냉각수의 온도가 빠르게 증가함으로써, 엔진의 출력을 증가시킬 수 있고 연비를 향상시킬 수 있다.Further, since the temperature of the cooling water is rapidly increased at the beginning of the startup, the output of the engine can be increased and the fuel consumption can be improved.

또한, 냉각수 온도에 따른 질소산화물의 발생량에 따라 배기가스 재순환 장치로 공급되는 냉각수 유량을 조절함으로써, 질소산화물의 발생량을 최소화할 수 있다.Further, the amount of nitrogen oxides can be minimized by controlling the amount of cooling water supplied to the exhaust gas recirculation device according to the generation amount of nitrogen oxide according to the cooling water temperature.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치의 제어 장치가 적용되는 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치의 제어 장치가 적용되는 엔진의 냉각수와 배기가스가 흐르는 모습을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치의 재순환 쿨러 제어 방법을 도시한 순서도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a conceptual diagram showing a configuration of an engine system to which a control apparatus for an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a conceptual diagram showing a state in which cooling water and exhaust gas flow in an engine to which a control apparatus for an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a flowchart illustrating a method for controlling a recirculation cooler of an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention.

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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. .

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 배기가스 재순환 장치의 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a control apparatus for an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치의 제어 장치가 적용되는 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치의 제어 장치가 적용되는 엔진의 냉각수와 배기가스가 흐르는 모습을 도시한 개념도이다. 도 2에서 실선은 배기가스의 흐름을 나타내고, 점선은 냉각수의 흐름을 나타낸다.1 is a conceptual diagram showing a configuration of an engine system to which a control apparatus for an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. 2 is a conceptual diagram showing a state in which cooling water and exhaust gas flow in an engine to which a control apparatus for an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. In Fig. 2, the solid line represents the flow of the exhaust gas, and the dotted line represents the flow of the cooling water.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 배기가스 재순환 장치의 제어 장치가 적용되는 엔진 시스템은 엔진, 배기가스 재순환 장치(50), 및 제어부(90)를 포함할 수 있다.1 and 2, an engine system to which a control apparatus for an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied may include an engine, an exhaust gas recirculation apparatus 50, and a control unit 90 have.

엔진은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 다수의 실린더(21)를 포함한다. 엔진에는 실린더(21)로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인(10), 및 실린더(21)에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인(30)이 구비된다. 실린더(21)는 실린더 블록과 실린더 헤드를 포함하고, 실린더 블록과 실린더 헤드가 협력하여 연소실을 형성한다. 실린더 블록과 실린더 헤드에는 냉각수가 흐르는 냉각 유로가 형성된다.The engine includes a plurality of cylinders (21) which generate a driving force by combustion of fuel. The engine is provided with an intake line 10 through which the intake gas supplied to the cylinder 21 flows and an exhaust line 30 through which the exhaust gas discharged from the cylinder 21 flows. The cylinder 21 includes a cylinder block and a cylinder head, and the cylinder block and the cylinder head cooperate to form a combustion chamber. A cooling passage through which cooling water flows is formed in the cylinder block and the cylinder head.

엔진에는 고온의 엔진(실린더 블록과 실린더 헤드)을 냉각시키기 위한 냉각수가 흐르는 냉각 라인(40)이 구비된다. 냉각 라인(40)을 흐르는 냉각수는 라디에이터를 경유하여 냉각된다.The engine is provided with a cooling line (40) through which cooling water flows for cooling a high-temperature engine (cylinder block and cylinder head). The cooling water flowing through the cooling line 40 is cooled via the radiator.

배기 라인(30)에는 실린더(21)에서 배출되는 배기가스에 포함된 각종 유해 물질을 정화하는 배기 가스 정화 장치가 구비된다. 상기 배기 가스 정화 장치는 질소 산화물을 정화하기 위한 LNT(lean NOx trap), 디젤 산화 촉매(diesel oxidation catalyst) 및 디젤 매연 필터(diesel particulate filter)를 포함할 수 있다.The exhaust line 30 is provided with an exhaust gas purifier for purifying various harmful substances contained in the exhaust gas discharged from the cylinder 21. The exhaust gas purifying apparatus may include an LNT (lean NOx trap), a diesel oxidation catalyst, and a diesel particulate filter for purifying nitrogen oxides.

배기가스 재순환 장치(50)는 실린더(21)에서 배출되는 배기가스를 실린더(21)로 재순환시키는 장치이다. 대표적인 배기가스 재순환 장치(50)로는 저압??EGR 장치(low pressure exhaust gas recirculation apparatus)가 있다. The exhaust gas recirculation device 50 is a device for recirculating the exhaust gas discharged from the cylinder 21 to the cylinder 21. A representative exhaust gas recirculation device 50 is a low pressure exhaust gas recirculation apparatus.

배기가스 재순환 장치(50)는 배기 라인(30)에서 분기하여 흡기 라인(10)으로 합류하는 재순환 라인(56), 재순환 라인(56)에 설치되는 재순환 쿨러(54), 및 재순환 라인(56)에 설치되는 재순환 밸브(52)를 포함한다. 배기 라인(30)을 통해 배출되는 배기 가스 중의 일부는 재순환 라인(56)을 통해 실린더(21)로 공급된다. 이때, 재순환되는 배기가스(이하, '재순환 가스'라 한다)의 유량은 재순환 밸브(52)의 개도량을 통해 조절된다.The exhaust gas recirculation device 50 includes a recirculation line 56 branched at the exhaust line 30 and joining to the intake line 10, a recirculation cooler 54 installed at the recirculation line 56, And a recirculation valve (52) installed in the tank. Some of the exhaust gas discharged through the exhaust line 30 is supplied to the cylinder 21 through the recirculation line 56. [ At this time, the flow rate of the recirculated exhaust gas (hereinafter referred to as "recirculating gas") is regulated through the opening amount of the recirculation valve 52.

재순환 쿨러(54)는 금속 재질의 재순환 쿨러(54) 바디로 형성되고, 재순환 쿨러(54) 바디의 내부에는 엔진의 실린더(21)를 경유한 냉각수가 흐르도록 냉각 유로(도시는 생략)가 형성된다. 따라서 재순환 쿨러(54)를 통과하는 재순환 가스는 냉각수와의 열교환을 통해 온도가 낮아지고 밀도가 높아진 상태로 실린더(21)로 유입된다. 재순환 쿨러(54)에는 냉각 라인(40)에 설치되어 재순환 쿨러(54)로 공급되는 냉각수 유량을 조절하는 냉각수 조절 밸브(58)가 구비된다.The recirculation cooler 54 is formed of a metal recirculation cooler body 54 and a cooling channel (not shown) is formed inside the body of the recirculating cooler 54 so that cooling water passing through the cylinder 21 of the engine flows. do. Therefore, the recirculating gas passing through the recirculation cooler 54 flows into the cylinder 21 through the heat exchange with the cooling water in a state in which the temperature is lowered and the density is increased. The recirculation cooler 54 is provided with a cooling water control valve 58 provided in the cooling line 40 for regulating the flow rate of cooling water supplied to the recirculation cooler 54.

본 발명의 실시 예에 따른 엔진 시스템은 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 신기와 배기가스 재순환 장치(50)를 통해 재순환되는 재순환 가스를 압축하여 실린더(21)로 공급하는 터보차저(70)를 포함할 수 있다. 터보차저(70)는 배기 라인(30)에 구비되고 실린더(21)에서 배출되는 배기가스에 의해 회전하는 터빈(72), 및 흡기 라인(10)에 구비되고 터빈(72)과 연동하여 회전하고 재순환 가스와 신기를 압축하는 컴프레서(74)를 포함한다.The engine system according to the embodiment of the present invention includes a turbocharger 70 that compresses a recirculated gas recirculated through an intake line 10 and a recirculated gas through an exhaust gas recirculation device 50 and supplies the recirculated gas to the cylinder 21 . The turbocharger 70 includes a turbine 72 provided in the exhaust line 30 and rotated by the exhaust gas discharged from the cylinder 21 and a turbine 72 provided in the intake line 10 and rotated in association with the turbine 72 And a compressor 74 for compressing the recirculating gas and the generator.

터빈(72)은 터빈(72) 하우징과 터빈(72) 하우징의 내부에 설치되어 실린더(21)에서 배출되는 배기가스에 의해 회전하는 터빈(72) 휠을 포함한다. 컴프레서(74)는 컴프레서(74) 하우징과 상기 컴프레서(74) 하우징의 내부에 설치되고 터빈(72) 휠과 연동하여 회전하는 컴프레서(74) 휠을 포함한다. 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 신기와 재순환 라인(56)을 통해 유입되는 재순환 가스는 컴프레서(74) 휠의 회전에 의해 압축되고, 압축된 공기는 실린더(21)로 공급된다.The turbine 72 includes a turbine 72 housing and a turbine 72 wheel mounted within the housing of the turbine 72 and rotated by the exhaust gas discharged from the cylinder 21. The compressor 74 includes a compressor 74 housing and a compressor 74 wheel installed within the housing of the compressor 74 and rotating in conjunction with the turbine 72 wheel. The recycle gas introduced through the intake line 10 and the recycle gas introduced through the recycle line 56 are compressed by the rotation of the compressor 74 wheel and the compressed air is supplied to the cylinder 21.

제어부(90)는 엔진, 배기가스 재순환 장치(50)의 재순환 밸브(52)와 냉각수 조절 밸브(58), 터보차저(70)의 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(90)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치(50)의 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.The control unit 90 controls the operation of the engine, the recirculation valve 52 of the exhaust gas recirculation apparatus 50, the cooling water control valve 58, and the turbocharger 70. For this purpose, the control unit 90 may be provided with one or more processors operated by the set program, and the set program may be executed to perform each step of the control method of the exhaust gas recirculation apparatus 50 according to the embodiment of the present invention .

배기가스와 냉각수의 흐름에 대해 설명한다.The flow of the exhaust gas and the cooling water will be described.

도 2를 참조하면, 배기가스의 흐름은 다음과 같다. 실린더(21)에서 배출되는 배기가스는 배기 매니폴드로 배출되고, 배기가스 정화 장치(60)를 거쳐 외부로 배출된다. 이때, 일부 배기가스는 배기가스 재순환 장치(50)를 통해 실린더(21)로 재유입된다.Referring to FIG. 2, the flow of the exhaust gas is as follows. The exhaust gas discharged from the cylinder 21 is discharged to the exhaust manifold and discharged to the outside through the exhaust gas purifier 60. At this time, some of the exhaust gas is re-introduced into the cylinder 21 through the exhaust gas recirculation device 50.

냉각수의 흐름은 다음과 같다. 냉각수의 흐름은 워터 펌프의 동작에 의해 이루어진다. 냉각수는 연료의 연소에 의해 뜨거워진 실린더 블록과 실린더 헤드 내부의 냉각 유로를 통과하면서 실린더 블록과 실린더 헤드를 냉각시킨다. 그리고 냉각 라인(40)을 통해 재순환 쿨러(54)의 냉각 유로로 유입되고, 재순환 쿨러(54)를 경유한 냉각수는 히터를 경유하여 차량의 온도를 증가시킨다. 뜨거워진 냉각수는 라디에이터를 경유하여 그 온도가 낮아진다.The flow of the cooling water is as follows. The flow of the cooling water is performed by the operation of the water pump. The cooling water cools the cylinder block and the cylinder head while passing through the cylinder block heated by the combustion of the fuel and the cooling flow path inside the cylinder head. Then, the refrigerant flows into the cooling channel of the recirculation cooler 54 through the cooling line 40, and the cooling water passed through the recirculation cooler 54 increases the temperature of the vehicle via the heater. The temperature of the hot water is lowered via the radiator.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 배기가스 재순환 장치(50)의 제어 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a control method of the exhaust gas recirculation apparatus 50 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치(50)의 재순환 쿨러(54) 제어 방법을 도시한 순서도이다. 3 is a flowchart showing a control method of the recirculation cooler 54 of the exhaust gas recirculation apparatus 50 according to the embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 시동이 온 되면(S10), 제어부(90)는 재순환 쿨러(54)로 냉각수가 공급되지 않도록 냉각수 조절 밸브(58)를 차단한다(S20). 여기서, 재순환 쿨러(54)로 냉각수가 공급되지 않는 구간을 유량 정지 구간이라고 한다.3, when the start of the vehicle is turned on (S10), the controller 90 cuts off the coolant control valve 58 so that the coolant is not supplied to the recirculation cooler 54 (S20). Here, a section in which cooling water is not supplied to the recirculation cooler 54 is referred to as a flow rate stop section.

제어부(90)는 유동 정지 구간에서 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 온도 계산한다(S30). 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 온도는 배기가스 재순환 장치(50)로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 유량, 및 상기 냉각수의 비열로부터 계산될 수 있다. The control unit 90 calculates the cooling water temperature inside the recirculation cooler 54 in the flow stop period (S30). The cooling water temperature in the recirculation cooler 54 is controlled by the flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculation device 50, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, , And the specific heat of the cooling water.

구체적으로 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 온도(

Figure pat00033
)는 다음 수학식 1로부터 계산될 수 있다.Specifically, the cooling water temperature inside the recirculation cooler 54
Figure pat00033
) Can be calculated from the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00034
Figure pat00034

수학식 1에서,

Figure pat00035
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00036
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00037
는 재순환 쿨러(54)로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00038
는 재순환 쿨러(54)에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00039
는 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 유량이고,
Figure pat00040
는 냉각수의 비열이다.In Equation (1)
Figure pat00035
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00036
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00037
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler 54,
Figure pat00038
Is the temperature of the recycle gas exiting the recirculation cooler 54,
Figure pat00039
Is the cooling water flow rate inside the recirculation cooler 54,
Figure pat00040
Is the specific heat of the cooling water.

재순환 가스의 유량은 유량 센서로부터 측정될 수 있고, 또는 재순환 밸브(52)의 개도량으로부터 모델링되어 결정될 수도 있다. 재순환 가스의 비열은 제어부(90)에 미리 저장된다. 재순환 쿨러(54)로 유출입되는 재순환 가스의 온도는 온도 센서로부터 측정되고, 제어부(90)로 전송된다. 냉각수의 비열은 제어부(90)에 미리 저장된다. 긔리고 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 유량은 엔진 회전수에 따라 결정되며, 엔진 회전수에 따른 냉각수 유량은 맵 테이블 형식으로 제어부(90)에 미리 저장된다.The flow rate of the recycle gas may be measured from the flow sensor or may be modeled and determined from the opening amount of the recirculation valve 52. The specific heat of the recirculating gas is stored in advance in the control unit (90). The temperature of the recirculating gas flowing into the recirculation cooler 54 is measured from the temperature sensor and transmitted to the control unit 90. The specific heat of the cooling water is stored in advance in the control unit (90). The cooling water flow rate in the recirculation cooler 54 is determined according to the engine speed, and the cooling water flow rate in accordance with the engine speed is stored in advance in the controller 90 in the map table format.

제어부(90)는 유동 정지 구간에서 재순환 쿨러(54)의 재순환 쿨러(54) 바디의 온도를 계산한다(S40). 재순환 쿨러(54) 바디의 온도는 배기가스 재순환 장치(50)로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러(54) 바디의 열계수, 및 재순환 가스와 재순환 쿨러(54) 바디의 접촉 면적으로부터 계산될 수 있다.The control unit 90 calculates the temperature of the recirculation cooler 54 of the recirculation cooler 54 in the flow stop period (S40). The temperature of the recirculation cooler 54 body is controlled by the flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculation device 50, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the heat coefficient of the recirculating cooler 54 body, And the contact area of the recirculation gas and the recirculation cooler 54 body.

구체적으로 재순환 쿨러(54) 바디의 온도(

Figure pat00041
)는 다음 수학식 2로부터 계산될 수 있다.Specifically, the temperature of the recirculation cooler 54 body
Figure pat00041
) Can be calculated from the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00042
Figure pat00042

수학식 2에서,

Figure pat00043
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00044
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00045
는 재순환 쿨러(54)로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00046
는 재순환 쿨러(54)에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00047
는 재순환 쿨러(54) 바디의 열계수이고,
Figure pat00048
는 재순환 쿨러(54) 바디와 재순환 가스가 접촉하는 면적이다.In Equation (2)
Figure pat00043
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00044
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00045
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler 54,
Figure pat00046
Is the temperature of the recycle gas exiting the recirculation cooler 54,
Figure pat00047
Is the heat coefficient of the recirculation cooler 54 body,
Figure pat00048
Is the area in which the recirculating cooler 54 body and the recirculating gas contact.

재순환 가스의 유량은 유량 센서로부터 측정될 수 있고, 또는 재순환 밸브(52)의 개도량으로부터 모델링되어 결정될 수도 있다. 재순환 가스의 비열은 제어부(90)에 미리 저장된다. 재순환 쿨러(54)로 유출입되는 재순환 가스의 온도는 온도 센서로부터 측정되고, 제어부(90)로 전송된다. 냉각수의 비열은 제어부(90)에 미리 저장된다. 재순환 쿨러(54) 바디의 열계수는 재순환 쿨러(54)의 재질로부터 결정되는 것으로 차량의 설계시에 미리 결정되어 제어부(90)에 저장된다. 재순환 쿨러(54) 바디와 재순환 가스가 접촉하는 면적은 차량의 설계시에 미리 결정되어 제어부(90)에 저장된다.The flow rate of the recycle gas may be measured from the flow sensor or may be modeled and determined from the opening amount of the recirculation valve 52. The specific heat of the recirculating gas is stored in advance in the control unit (90). The temperature of the recirculating gas flowing into the recirculation cooler 54 is measured from the temperature sensor and transmitted to the control unit 90. The specific heat of the cooling water is stored in advance in the control unit (90). The heat coefficient of the recirculation cooler 54 is determined from the material of the recirculation cooler 54 and is predetermined in the design of the vehicle and stored in the control unit 90. The area in which the recirculation cooler 54 and the body contact with the recirculating gas is predetermined in the design of the vehicle and stored in the control unit 90.

제어부(90)는 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량을 산출한다(S50). 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량은 실험에 의해 도출되어 맵 데이터 형식으로 제어부(90)에 미리 저장된다.The control unit 90 calculates the amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recycle gas (S50). The amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recycle gas is derived by experiment and stored in advance in the map data format in the controller 90.

제어부(90)는 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러(54) 바디의 온도를 기준 온도와 비교하고, 또는 질소산화물의 발생량을 기준값과 비교한다(S60). The control unit 90 compares the cooling water temperature inside the recirculation cooler 54 or the temperature of the recirculation cooler 54 with the reference temperature or compares the generated amount of nitrogen oxide with the reference value at step S60.

S60 단계에서, 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러(54) 바디의 온도가 기준 온도를 초과하거나, 또는 질소산화물의 발생량이 기준값을 초과하면, 제어부(90)는 냉각수 조절 밸브(58)가 개방되도록 제어하여 재순환 쿨러(54)로 냉각수가 유입되도록 제어한다(S70).If the cooling water temperature inside the recirculation cooler 54 or the temperature of the recirculation cooler 54 body exceeds the reference temperature or the amount of nitrogen oxides generated exceeds the reference value at step S60, the control unit 90 controls the cooling water regulating valve 58 So that cooling water is introduced into the recirculation cooler 54 (S70).

그러나 S60 단계에서, 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 온도와 재순환 쿨러(54) 바디의 온도가 기준 온도이하이고, 질소산화물의 발생량이 기준값 이하이면 제어부(90)는 냉각수 조절 밸브(58)가 차단되도록 제어하여 재순환 쿨러(54)로 냉각수가 유입되지 않도록 제어한다(S80). If the temperature of the cooling water in the recirculation cooler 54 and the temperature of the body of the recirculation cooler 54 are below the reference temperature and the generated amount of nitrogen oxide is below the reference value in step S60, So as to prevent the cooling water from flowing into the recirculation cooler 54 (S80).

즉, 재순환 쿨러(54) 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러(54) 바디의 온도가 기준 온도를 초과하는 경우에만 재순환 쿨러(54)로 냉각수를 공급하도록 함으로써, 재순환 쿨러(54)의 유동 정지 구간을 최대화할 수 있다. 이로 인해 시동 초기에 냉각수가 엔진의 실린더(21)로만 공급되도록 함으로써, 냉각수 온도를 빠르게 증가시킬 수 있고, 이로 인해 엔진의 출력과 연비를 향상시킬 수 있다.That is, by supplying the cooling water to the recirculation cooler 54 only when the temperature of the cooling water inside the recirculation cooler 54 or the temperature of the body of the recirculation cooler 54 exceeds the reference temperature, Can be maximized. As a result, the cooling water is supplied only to the cylinder 21 of the engine at the beginning of the startup, so that the cooling water temperature can be rapidly increased, thereby improving the output and fuel economy of the engine.

또한 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량이 기준값을 초과하는 경우, 재순환 쿨러(54)로 냉각수를 공급함으로써, 시동 초기에 질소산화물이 발생하는 것을 억제할 수 있다.In addition, when the amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recirculating gas exceeds the reference value, generation of nitrogen oxides at the initial stage of startup can be suppressed by supplying cooling water to the recirculating cooler 54.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

10: 흡기 라인
20: 엔진
21: 실린더
30: 배기 라인
40: 냉각 라인
50: 배기가스 재순환 장치
52: 재순환 밸브
54: 재순환 쿨러
56: 재순환 라인
58: 냉각수 조절 밸브
60: 배기가스 정화 장치
70: 터보차저
72: 터빈
74: 컴프레서
90: 제어부10: Intake line
20: engine
21: Cylinder
30: Exhaust line
40: Cooling line
50: Exhaust gas recirculation device
52: recirculation valve
54: recirculation cooler
56: recirculation line
58: Cooling water control valve
60: Exhaust gas purifier
70: Turbocharger
72: Turbine
74: Compressor
90:

Claims (18)

연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 적어도 하나의 실린더를 포함하는 엔진;
상기 실린더에서 배출되는 배기가스가 흐르는 배기 라인에서 분기하여 상기 실린더로 공급되는 신기가 흐르는 흡기 라인으로 합류하는 재순환 라인, 상기 재순환 라인에 설치되는 재순환 쿨러, 및 상기 재순환 라인으로 공급되는 배기가스 유량을 조절하는 재순환 밸브를 포함하는 배기가스 재순환 장치;
상기 엔진을 경유하여 상기 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수가 흐르는 냉각 라인에 설치되어 상기 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수 유량을 조절하는 냉각수 조절 밸브; 및
상기 배기가스 재순환 장치의 상기 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수가 흐르는 않는 유동 정지시에 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도를 계산하고, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도에 따라 상기 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어하는 제어부;
를 포함하는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.An engine including at least one cylinder for generating power by combustion of fuel;
A recirculation line branched from an exhaust line through which exhaust gas discharged from the cylinder flows and merging into an intake line through which fresh air is supplied to the cylinder, a recirculation cooler installed in the recirculation line, and an exhaust gas flow rate supplied to the recirculation line An exhaust gas recirculation device including a recirculation valve for regulating the exhaust gas;
A cooling water control valve installed in a cooling line through which cooling water supplied to the recirculation cooler flows through the engine to regulate a flow rate of cooling water supplied to the recirculation cooler; And
Wherein the recirculation cooler includes a recirculation cooler for recirculating the coolant to the recirculating cooler, a recirculation cooler for recirculating the recirculating cooler to the recirculating cooler, A control unit for controlling the cooling water control valve to be opened or closed according to the control signal.
And an exhaust gas recirculation control device for controlling the exhaust gas recirculation device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도가 설정 온도를 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어하는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.The method according to claim 1,
The control unit
And controls the cooling water regulating valve to be opened when the temperature of the cooling water in the recirculating cooler or the temperature of the recirculating cooler body exceeds the set temperature. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량, 및 상기 냉각수의 비열로부터 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도를 계산하는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치. The method according to claim 1,
The control unit
And a cooling water temperature inside the recirculating cooler from the specific heat of the cooling water from the specific heat of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculation device, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, A control device for the exhaust gas recirculation device. 제3항에 있어서,
상기 제어부는
Figure pat00049

의 수식으로부터 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도(
Figure pat00050
)를 계산하고,
여기서,
Figure pat00051
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00052
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00053
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00054
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00055
는 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량이고,
Figure pat00056
는 냉각수의 비열인 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.The method of claim 3,
The control unit
Figure pat00049

The cooling water temperature inside the recirculating cooler (
Figure pat00050
),
here,
Figure pat00051
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00052
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00053
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00054
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00055
Is the cooling water flow rate inside the recirculation cooler,
Figure pat00056
Is the specific heat of the cooling water. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 바디의 열계수, 및 재순환 가스와 재순환 쿨러 바디의 접촉 면적으로부터 상기 재순환 쿨러 바디의 온도를 계산하는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.The method according to claim 1,
The control unit
The recirculated gas flow rate to the exhaust gas recirculation device, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the heat coefficient of the recirculating cooler body, and the contact area of the recirculating gas and the recirculating cooler body, A control device of an exhaust gas recirculation device for calculating a temperature of a body. 제5항에 있어서,
상기 제어부는
Figure pat00057
의 수식으로부터 상기 재순환 쿨러 바디의 온도(
Figure pat00058
)를 계산하고,
여기서, 여기서,
Figure pat00059
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00060
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00061
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00062
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00063
는 재순환 쿨러 바디의 열계수이고,
Figure pat00064
는 재순환 쿨러 바디와 재순환 가스가 접촉하는 면적인 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.6. The method of claim 5,
The control unit
Figure pat00057
The temperature of the recirculating cooler body (
Figure pat00058
),
Here,
Figure pat00059
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00060
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00061
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00062
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00063
Is the heat coefficient of the recirculating cooler body,
Figure pat00064
Is an area in which the recirculating cooler body and the recirculating gas contact each other. 제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량을 산출하고, 상기 질소산화물의 발생량에 따라 상기 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어하는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.3. The method of claim 2,
The control unit
Wherein the amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recirculating gas is calculated and the cooling water control valve is controlled to be opened or closed according to the amount of generated nitrogen oxide. 제7항에 있어서,
상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량은 실험에 의해 도출되어 맵 데이터 형식으로 상기 제어부에 미리 저장되는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recirculating gas is derived from experiments and stored in advance in the map data format in the control unit. 제7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도, 재순환 쿨러 바디의 온도, 또는 상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량 중의 어느 하나가 기준값을 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어하는 배기가스 재순환 장치의 제어 장치.8. The method of claim 7,
The control unit
Wherein the controller controls the cooling water regulating valve to be opened when any one of the cooling water temperature inside the recirculating cooler, the temperature of the recirculating cooler body, or the amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recirculating gas exceeds a reference value . 제어부에 의해, 배기가스 재순환 장치의 재순환 쿨러로 공급되는 냉각수가 흐르지 않는 유동 정지시에 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도를 계산하는 단계;
상기 제어부에 의해, 상기 재순환 쿨러의 재순환 쿨러 바디의 온도를 계산하는 단계;
상기 제어부에 의해, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도에 따라 상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 냉각수 유량을 조절하는 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어하는 단계;
를 포함하는 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.Calculating a cooling water temperature inside the recirculation cooler at a flow stop by the control unit so that the cooling water supplied to the recirculation cooler of the exhaust gas recirculation unit does not flow;
Calculating a temperature of the recirculation cooler body of the recirculation cooler by the controller;
Controlling the cooling water control valve for controlling the flow rate of the cooling water supplied to the exhaust gas recirculation device to be opened or closed according to the temperature of the cooling water in the recirculation cooler or the temperature of the recirculating cooler body;
Wherein the exhaust gas recirculation device comprises: 제10항에 있어서,
상기 제어하는 단계는
상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도 또는 재순환 쿨러 바디의 온도가 설정 온도를 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어하는 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.11. The method of claim 10,
The step of controlling
And controlling the cooling water regulating valve to be opened when the temperature of the cooling water in the recirculating cooler or the temperature of the recirculating cooler body exceeds the set temperature. 제10항에 있어서,
상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도는
상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량, 및 상기 냉각수의 비열로부터 계산되는 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.11. The method of claim 10,
The cooling water temperature inside the recirculation cooler is
The control of the exhaust gas recirculation device calculated from the flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculation device, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the cooling water flow rate inside the recirculating cooler, Way. 제12항에 있어서,
상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도(
Figure pat00065
)는
Figure pat00066

의 수식으로부터 계산되고,
여기서,
Figure pat00067
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00068
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00069
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00070
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00071
는 재순환 쿨러 내부의 냉각수 유량이고,
Figure pat00072
는 냉각수의 비열인 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.13. The method of claim 12,
The cooling water temperature inside the recirculation cooler (
Figure pat00065
)
Figure pat00066

≪ / RTI >
here,
Figure pat00067
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00068
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00069
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00070
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00071
Is the cooling water flow rate inside the recirculation cooler,
Figure pat00072
Is the specific heat of the cooling water. 제10항에 있어서,
상기 재순환 쿨러 바디의 온도는
상기 배기가스 재순환 장치로 공급되는 재순환 가스의 유량, 재순환 가스의 비열, 설정된 시간 동안의 재순환 가스의 온도 차이, 상기 재순환 쿨러 바디의 열계수, 및 재순환 가스와 재순환 쿨러 바디의 접촉 면적으로부터 계산되는 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.11. The method of claim 10,
The temperature of the recirculating cooler body
The flow rate of the recirculating gas supplied to the exhaust gas recirculation device, the specific heat of the recirculating gas, the temperature difference of the recirculating gas during the set time, the heat coefficient of the recirculating cooler body, and the exhaust gas amount calculated from the contact area of the recirculating gas and the recirculating cooler body Control method of gas recirculation device. 제14항에 있어서,
상기 재순환 쿨러 바디의 온도(
Figure pat00073
)는
Figure pat00074
의 수식으로부터 계산되고,
여기서,
Figure pat00075
는 재순환 가스의 유량이고,
Figure pat00076
는 재순환 가스의 비열이고,
Figure pat00077
는 재순환 쿨러로 유입되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00078
는 재순환 쿨러에서 배출되는 재순환 가스의 온도이고,
Figure pat00079
는 재순환 쿨러 바디의 열계수이고,
Figure pat00080
는 재순환 쿨러 바디와 재순환 가스가 접촉하는 면적인 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.15. The method of claim 14,
The temperature of the recirculating cooler body (
Figure pat00073
)
Figure pat00074
≪ / RTI >
here,
Figure pat00075
Is the flow rate of the recirculating gas,
Figure pat00076
Is the specific heat of the recirculating gas,
Figure pat00077
Is the temperature of the recycle gas entering the recirculation cooler,
Figure pat00078
Is the temperature of the recycle gas discharged from the recirculation cooler,
Figure pat00079
Is the heat coefficient of the recirculating cooler body,
Figure pat00080
Is an area in which the recirculating cooler body and the recirculating gas contact each other. 제11항에 있어서,
상기 제어부에 의해, 상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량을 산출하는 단계; 및
상기 제어부에 의해, 상기 질소산화물의 발생량에 따라 상기 냉각수 조절 밸브가 개방 또는 폐쇄되도록 제어하는 단계;
를 더 포함하는 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.12. The method of claim 11,
Calculating, by the control unit, an amount of nitrogen oxides generated according to a temperature of the recycle gas; And
Controlling the cooling water control valve such that the cooling water control valve is opened or closed according to an amount of the generated nitrogen oxide;
Further comprising the step of controlling the exhaust gas recirculation device. 제16항에 있어서,
상기 재순환 가스의 온도에 따른 질소산화물의 발생량은 실험에 의해 도출되어 맵 데이터 형식으로 상기 제어부에 미리 저장되는 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the amount of nitrogen oxides generated according to the temperature of the recycle gas is derived by experiment and stored in advance in the map data format in the control unit. 제16항에 있어서,
상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도, 재순환 쿨러 바디의 온도, 또는 상기 재순환 쿨러 내부의 냉각수 온도에 따른 질소산화물의 발생량 중의 어느 하나가 기준값을 초과하면 상기 냉각수 조절 밸브가 개방되도록 제어하는 배기가스 재순환 장치의 제어 방법.17. The method of claim 16,
An exhaust gas recirculation device for controlling the cooling water control valve to be opened when any one of a cooling water temperature in the recirculation cooler, a temperature of the recirculating cooler body, or an amount of nitrogen oxide generation in accordance with a cooling water temperature in the recirculating cooler exceeds a reference value Control method.
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