KR20130060219A - 냉각 시스템에서 순환하는 냉매를 가온하는 장치 및 방법 - Google Patents

냉각 시스템에서 순환하는 냉매를 가온하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량이 냉시동된 후에 냉각 시스템의 냉매를 가온하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 장치는, 냉각 시스템의 냉매가 작동 온도(TD)보다 저온(TC)인지 그리고 냉매 쿨러(18)를 통과하여 유동하는 공기가 냉매의 온도(TC)보다 고온(TA1, TA2)인지를 판정하는 제어 유닛(22)을 포함하고, 만일 이 조건들이 충족되면 제어 유닛은 밸브 수단(17)을 제2 위치에 위치시키도록 조정되어 냉매를 냉매 쿨러(18)로 안내하는데, 냉매 쿨러에서 냉매는 냉매 쿨러(18)를 통과해서 유동하는 공기에 의해 가온된다.

Description

냉각 시스템에서 순환하는 냉매를 가온하는 장치 및 방법{ARRANGEMENT AND METHOD FOR WARMING OF COOLANT WHICH CIRCULATES IN A COOLING SYSTEM}
본 발명은, 청구항 제1항과 제11항에 따른, 냉각 시스템에서 순환하는 냉매를 가온하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
특히 중량 차량이 냉시동될 때, 연소 기관을 냉각시키는 냉매가 희망하는 작동 온도에 도달하는 데에는 비교적 오랜 시간이 소요된다. 이는 주변 온도가 대부분 차가운 상황에서 특히 문제가 된다. 냉매의 온도가 너무 낮으면, 연소 기관은 최적으로 운전되지 않을 것이고 냉매에 의해 가온되도록 구성된 운전실 실내 역시 실질적으로 거의 가온되지 않을 것이다.
과급식 연소 기관에서, 공기는 연소 기관으로 안내되기 전에 압축된다. 이에 의해 공기는 고온고압으로 된다. 압축된 공기는 연소 기관으로 안내되기 전에 적어도 하나의 과급 공기 쿨러에서 냉각된다. 배기가스 재순환(EGR: exhaust gas recirculation)이라는 기술은 연소 기관의 연소 공정에서 나오는 배기가스 중 일부를 공기를 연소 기관으로 공급하기 위한 라인으로 다시 안내하는 공지된 방법이다. 배기가스를 공기에 부가함으로써 연소 온도를 낮추어서, 특히 배기가스의 질소 산화물(NOx)의 함량을 줄일 수 있게 된다. 재순환 배기가스는 공기와 혼합되어 연소 기관으로 안내되기 전에 하나 이상의 EGR 쿨러에서 냉각된다.
공지된 방식은 압축 공기는 과급 공기 쿨러에서 냉각시키고 재순환 가스는 EGR 쿨러에서 냉각시키는 것인데, 과급 공기 쿨러와 EGR 쿨러는 연소 기관을 냉각시키는 냉각 시스템에 있는 냉매용 라디에이터의 앞에 배치된다. 이에 따라 압축 공기와 재순환 배기가스는 주변 온도인 공기에 의해 냉각되는 반면, 냉매는 주변 온도보다 높은 온도의 공기에 의해 냉각될 것이다. 그럼에도 불구하고, 이 공기는 보통 작동 온도에 도달한 냉매의 온도보다 그 온도가 확실히 낮다. 이에 따라 냉매 쿨러가 과급 공기 쿨러 및/또는 EGR 쿨러의 하류측에 배치된 경우에도 냉매는 양호하게 냉각된다.
본 발명의 목적은 연소 기관의 시동 후에 냉각 시스템 내의 냉매를 비교적 간단하고 신속하게 가온할 수 있는 장치와 방법을 제안하는 데 있다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징부에 제시된 피처(feature)들을 특징으로 하는 도입부에서 언급한 종류의 장치를 이용하여 달성된다. 이 경우, 냉각 시스템의 냉매 쿨러는 연소 기관의 작동 중에 공기가 주변 온도보다 높은 온도로 통과하여 유동하는 차량 내의 장소에 배치된다. 차량은 냉매 쿨러의 상류측에 배치된 발열 부품을 구비할 수 있다. 연소 기관이 오랫동안 시동이 꺼져 있던 상태면, 냉각 시스템 내의 냉매의 온도는 주변 온도와 실질적으로 동일할 것이다. 이에 따라 온도가 주변보다 높은 이러한 공기를 사용하여 냉시동 후에 냉매 쿨러에서 냉매를 가온할 수 있게 된다. 이러한 상태에서, 차가운 냉매가 냉매 쿨러를 통해 순환되도록 밸브 수단은 제2 위치에 배치된다. 이에 따라 냉각 시스템 내에서 순환하는 냉매는 냉매 쿨러를 통과하여 유동하는 따듯한 공기에 의해 가온될 것이다. 이에 따라 냉매는 냉각 시스템을 순환할 때 냉매 쿨러 내에서 그리고 연소 기관에 의해서 가온될 것이다. 냉매는 그 온도가 냉매 쿨러를 통과하여 유동하는 공기의 온도와 실질적으로 동일해질 때까지 냉매 쿨러에서 가온될 수 있다. 냉매의 온도가 그러한 온도에 도달하면, 밸브 수단은 제1 위치에 배치된다. 그러면, 냉매는 바로 연소 기관으로 안내된다. 이에 따라 본 발명에 의하면 냉매 쿨러에 의해 냉매를 초기에 신속하게 가온할 수 있게 된다. 이에 따라 차량의 냉시동시 냉매의 온도가 매우 낮은 기간이 상당히 단축될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸브 수단은 상기 매니폴드에 배치된 삼방 밸브이다. 삼방 밸브는 유리하게는 제어 유닛에 의해 제어되는 전기 작동 밸브이다. 제어 유닛에 의해서 이 삼방 밸브가 제1 위치에 배치되면 냉매는 제1 라인으로 안내되고, 제어 유닛에 의해서 삼방 밸브가 제2 위치에 배치되면 냉매는 제2 라인으로 안내된다. 대안적으로, 냉각 시스템은 상기 매니폴드 내에 있는 서모스탯을 포함할 수 있고, 밸브 수단은 제1 라인에 배치되고, 제2 위치에 배치된 경우에 냉매를 제1 라인에서부터 연결 라인을 거쳐서 제2 라인으로 안내하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 통상의 스모스탯은 정상 작동 중에 냉매의 온도를 유지시킨다. 서모스탯이 냉매를 제1 라인으로 안내하는 단계 중에, 제어 유닛은 냉매 쿨러 내의 냉매를 가온시킬 수 있는지 평가한다. 가능한 것으로 평가되면, 제어 유닛은 냉매가 냉매 쿨러로 안내되도록 밸브 수단을 제2 위치에 배치시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어 유닛은 냉각 시스템 내의 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서로부터 정보를 수신하도록 구성된다. 유리하게는, 온도 센서는 상기 매니폴드 근처에서 냉매의 온도를 검출하도록 냉각 시스템 내에 배치된다. 제어 유닛은 또한 소정 장소에 배치되어 냉매 쿨러로 유동해 들어가는 공기의 온도를 검출하는 온도 센서로부터 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 그러한 정보에 기초하여, 제어 유닛은 냉매 쿨러를 통과하여 유동하는 공기의 온도가 냉매의 온도보다 높은지 그리고 냉각 시스템의 냉매를 가온하는 데 유용한지를 용이하게 결정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 장치는 연소 기관으로 안내되는 가스 매체를 냉각하기 위한 적어도 하나의 쿨러를 포함하고, 상기 쿨러는 공기가 쿨러를 통과해서 유동하고 가스 매체를 공기가 냉매 쿨러를 통과해서 흐르기 전에 냉각시키도록 냉매 쿨러의 상류측 장소에 배치된다. 이러한 쿨러를 이용하면, 냉매 쿨러에 도달한 공기의 온도는 확실히 주변 온도보다 높을 것이다. 따라서, 이 공기를 이용하여 냉시동 후의 초기 단계에서 냉매를 가온할 수 있게 된다. 상기 쿨러는 연소 기관으로 안내되는 압축 공기를 냉각하기 위한 과급 공기 쿨러일 수 있다. 공기가 압축되면 온도가 상승되고, 이는 공기의 압축 정도와 관련이 있다. 압축된 공기는 그 체적을 감소시키기 위한 목적으로 냉각된다. 이 경우 압축된 공기의 열 에너지는 냉시동 후의 초기 단계 도중에 냉매를 가온하는 데 활용된다. 대안적으로, 상기 쿨러는 연소 기관으로 안내되는 재순환 배기가스를 냉각하기 위한 EGR 쿨러일 수 있다. 재순환 배기가스는 그 온도가 매우 높을 것이고 이에 따라 공기와 혼합되어 연소 기관으로 안내되기 전에 냉각될 필요가 있다. 이 경우 재순환 배기가스의 열 에너지는 냉시동 후의 초기 단계 도중에 냉매를 가온하는 데 활용될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 쿨러는 기어박스 오일(gearbox oil)용, 모터오일(motor oil)용 또는 유압유(hydraulic oil)용의 공냉식 쿨러이거나 혹은 공기조화기용 응축기일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 냉매 쿨러를 통과하는 공기 유동을 발생시키도록 구성된 팬의 속도를 제어하도록 구성될 수 있다. 냉매 쿨러로 들어가는 공기 유동은 팬의 속도를 제어하는 것에 의해 변할 수 있다. 이에 따라 냉매 쿨러에 도달하는 공기의 온도는 냉매의 신속한 가온을 촉진하도록 변할 수 있다. 또한, 제어 유닛은 냉각 시스템 내에서 냉매를 순환시키는 냉매 펌프를 제어하도록 구성될 수도 있다. 이에 따라 냉매 쿨러를 통과하는 냉매 유동은 냉매의 신속한 가온을 촉진하도록 변할 수 있다.
또한, 상기 목적은 청구항 제11항의 특징부에 제시된 피처들을 특징으로 하는 도입부에서 언급한 종류의 방법을 이용하여 달성된다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시적으로 설명한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 냉각 시스템의 냉매 가온 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 냉각 시스템의 냉매 가온 장치를 도시한 도면이다.
도 1에는 과급식 연소 기관(2)에 의해 구동되는 차량(1)이 도시되어 있다. 차량(1)은 과급식 디젤 기관에 의해 구동되는 중량 차량일 수 있다. 연소 기관(2)의 실린더들로부터 나오는 배기가스는 배기 매니폴드(3)를 거쳐 배기 라인(4)으로 안내된다. 대기압보다 압력이 높을 배기 라인(4)의 배기가스는 터보 유닛의 터빈(5)으로 안내된다. 따라서, 터빈(5)에는 연결부를 거쳐 압축기(6)로 전달되는 구동력이 제공된다. 압축기(6)는 공기 여과기(7)를 거쳐서 공기 라인(8)으로 안내되는 공기를 압축한다. 과급 공기 쿨러(9)가 공기 라인(8)에 마련된다. 과급 공기 쿨러(9)는 차량(1)의 전방부에 배치된다. 과급 공기 쿨러(9)의 목적은 압축 공기가 연소 기관(2)에 이르기 전에 압축 공기를 냉각시키는 것이다. 압축 공기는 과급 공기 쿨러(9)에서 냉각 팬(10)에 의해 과급 공기 쿨러(9)를 통과해서 유동하게 되는 주변 온도의 공기에 의해 냉각된다. 냉각 팬(10)은 적당한 연결부를 거쳐서 연소 기관(2)에 의해 구동된다.
연소 기관(2)은 배기가스를 재순환시키기 위한 EGR 시스템을 구비한다. 배기가스를 기관의 실린더들로 안내되는 압축 공기와 혼합하면 연소 온도가 낮아지고 이에 따라 연소 과정 중에 형성되는 산화질소(NOx)의 함량도 낮아진다. 배기가스 재순환용 복귀 라인(11)은 배기 라인(4)에서부터 공기 라인(8)까지 연장된다. 복귀 라인(11)은 복귀 라인(11) 내의 배기 유동이 차단시킬 수 있는 EGR 밸브(12)를 포함한다. EGR 밸브(12)는 배기 라인(4)에서부터 복귀 라인(11)을 통해 공기 라인(8)으로 안내되는 배기가스의 양을 무단 제어할 수도 있다. 복귀 밸브(11)는 순환하는 배기가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러(13)를 포함한다. 과급식 디젤 기관(2)의 어떤 작동 상태에서는, 배기 라인(4) 내의 배기가스의 압력은 입구 라인(8) 내의 압축 공기의 압력보다 낮을 것이다. 이러한 상황에서, 배기 라인(4) 내의 배기가스를 특별한 보조 수단없이 입구 라인 내의 압축 공기와 직접 혼합하는 것은 불가능하다. 이를 위해서, 예를 들어 가변적인 기하학적 형상을 갖는 벤투리 또는 터보 유닛을 사용할 수 있다. 그렇지 않고 만일 연소 기관(2)이 과급식 오토 기관(Otto engine)이면, 오토 기관의 배기 라인(11) 내의 배기가스는 거의 모든 작동 상황에서 그 압력이 입구 라인(8) 내의 압축 공기보다 높을 것이기 때문에 복귀 라인(11) 내의 배기가스가 입구 라인(8)으로 바로 안내될 수 있다. 배기가스가 장소(8a)에서 압축 공기와 혼합된 후에, 혼합기는 매니폴드(14)를 거쳐서 디젤 기관(2)의 각 실린더로 안내된다.
연소 기관(2)은 순환 냉매를 담고 있는 냉각 시스템에 의해 일반적인 방식으로 냉각된다. 냉매 펌프(15)는 냉각 시스템 내에서 냉매를 순환시킨다. 냉매 펌프(15)는 처음에 연소 기관(2)을 통과하여 순환시킨다. 냉매가 연소 기관(2)을 냉각시킨 후에, 냉매는 라인(16)을 거쳐 냉각 시스템에 있는 삼방 밸브(17)로 안내된다. 삼방 밸브(17)는 라인(16)이 냉매를 연소 기관(2)으로 안내하는 제1 라인(16a)과 냉매를 냉매 쿨러(18)로 안내하는 제2 라인(16b)으로 분기되는 매니폴드에 위치되어 있다. 냉매 쿨러(18)는 차량(1)의 전방 구역에 위치되는데, 상기 구역에서의 목표하는 공기 유동 방향에 대해 과급 공기 쿨러(9)와 EGR 쿨러(13)의 하류측 장소에 위치된다. 이와 같이 EGR 쿨러(13)와 과급 공기 쿨러(9)의 위치를 설정함으로써, 재순환 배기가스와 압축 공기가 주변 온도의 공기에 의해 냉각되는 동시에 그 뒤에 위치된 냉매 쿨러(18)에 도달한 공기의 온도는 더 높아질 수 있게 된다. 일반적인 운전 도중의 냉매의 온도가 약 80 내지 100℃이기 때문에, 공기의 온도가 주변보다 높은 경우에도 차량(1)의 일반적인 운전 도중 냉매 쿨러(18) 내에서 공기에 의해 냉매가 허용 가능한 수준으로 냉각될 수 있다.
삼방 밸브(17)는 제어 유닛(22)에 의해 제어된다. 삼방 밸브(17)는 전기 작동 밸브이다. 제어 유닛(22)은 삼방 밸브(17)를 냉매를 연소 기관(2)으로 안내하는 제1 라인(16a)으로 안내하는 제1 위치와 냉매를 냉매 쿨러(18)로 안내하는 제2 라인(16b)으로 안내하는 제2 위치에 배치시킨다. 제어 유닛(22)은 삼방 밸브(17)의 실질적으로 바로 상류측 장소에서 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도 센서(23)로부터 정보를 수신한다. 또한 제어 유닛(22)은 과급 공기 쿨러(9)와 냉매 쿨러(18) 사이의 장소에서 공기의 온도(TA1)를 검출하는 제2 온도 센서(23)로부터 그리고 EGR 쿨러(13)와 냉매 쿨러(18) 사이의 장소에서 공기의 온도(TA2)를 검출하는 제3 온도 센서(25)로부터도 정보를 수신한다. 제어 유닛(22)은 쿨러(9, 13, 18)들을 통해 희망하는 공기 유동이 제공되게 냉각 팬(10)의 작동을 제어하도록 구성된다. 또한 제어 유닛(22)은 냉각 시스템에 희망하는 냉매 유동이 제공되게 냉매 펌프(15)의 작동을 제어하도록 구성된다.
도 2의 흐름도를 참조하여, 연소 기관(2)의 냉시동 후에 냉매를 가온하는 법을 설명한다. 연소 기관(2)은 단계(26)에서 시작된다. 연소 기관(2)이 시동되면, 냉매 펌프(15)는 활성화되고 냉각 시스템 내의 냉매를 순환시키기 시작한다. 연소 기관의 배기가스는 압축기(6)를 구동하는 터빈(5)을 작동시키기 시작한다. 압축기는 입구 라인(8)에 있는 공기를 흡입하여 압축시킨다. 압축된 공기는 과급 공기 쿨러(9)로 안내되어 연소 기관(2)으로 안내되기 전에 과급 공기 쿨러에서 냉각된다. 연소 기관(2)의 배기가스 중 일부는 복귀 라인(11)을 통해 재순환된다. 재순환 배기가스는 입구 라인(8)에 있는 압축 공기와 혼합되어 연소 기관(2)으로 안내되기 전에 EGR 쿨러(13)에서 냉각된다. 연소 기관은 냉각 팬(10)을 활성화시켜서 냉각 공기 유동을 과급 공기 쿨러(9)와 EGR 쿨러(13)를 통해 흡인한다. 이에 따라 냉매 쿨러(18)에 도달한 공기는 그 온도가 주변에 비해 상승되어 있다.
단계(27)에서, 제어 유닛(22)은 냉매가 삼방 밸브(17)에 도달하기 전의 냉매의 온도(TC)에 관해 제1 온도 센서(23)로부터 정보를 수신한다. 제어 유닛(22)은 냉매 온도(TC)가 냉매의 희망하는 작동 온도(TD)보다 낮은지 평가한다. 연소 기관(2)이 시동되기 전에 오랫동안 시동이 꺼져 있었던 상태면, 냉매의 온도는 주변 온도에 상응할 것이다. 이에 따라 냉매의 온도는 작동 온도(TD)에 도달하도록 상승될 필요가 있다. 특히 주변이 저온인 경우, 냉매의 온도(TC)는 작동 온도(TD)보다 상당히 낮을 것이다. 단계(28)애서 제어 유닛(22)이 냉매의 온도가 너무 낮은 것을 확인하면, 제어 유닛은 냉각 팬(10)을 과급 공기 쿨러(9)와 EGR 쿨러(13)를 통과하는 공기 유동이 하류측에 배치된 냉매 쿨러(18)에 도달하기 전에 적당한 온도까지 가온되는 속도로 제어할 것이다. 그러나, 공기 유동은 압축 공기와 재순환 배기가스 각각이 과급 공기 쿨러(9)와 EGR 쿨러(13)에서 용인될 수 없을 정도로 냉각되게 제어되어서는 안 된다. 단계(28)에서, 제어 유닛(22)은 또한 냉매 펌프(15)가 냉각 시스템에 냉매가 신속하게 가온되게 촉진하는 냉매 유동을 제공하게 한다.
단계(29)에서, 제어 유닛(22)은 과급 공기 쿨러(9)를 통과한 후의 공기의 온도(TA1)에 관해 제2 온도 센서(24)로부터 정보를 수신하고, EGR 쿨러(13)를 통과한 후의 공기의 온도(TA2)에 관해 제3 온도 센서(25)로부터 정보를 수신한다. 단계(29)에서, 제어 유닛(22)은 냉매 쿨러(18)로 안내되는 공기의 온도가 냉매의 온도(TC)보다 높은 온도(TA1, TA2)인지 평가한다. 이 경우에는, 따라서 냉매 쿨러에 안내되는 공기의 온도(TA1, TA2)가 두 번 검출된다. 이 경우, 냉매 쿨러(18) 내의 냉매를 가온할 수 있는지 판단하기 위해 평균치가 계산될 수 있다. 제어 유닛(22)에 의해 냉매를 가온할 수 있을 것으로 판단되면, 제어 유닛은 단계(30)에서 냉매가 제2 라인(16b)과 냉매 쿨러(18)로 안내되도록 삼방 밸브(17)를 제2 위치에 배치시킨다. 냉매 쿨러를 통해 유동하는 공기의 온도(TA1, TA2)가 냉매의 온도(TC)보다 높을 것이므로, 냉매는 냉매 쿨러(18)를 통과하여 안내될 때 가온된다. 이 경우, 냉매는 연소 기관(2)에서 가온되는 외에도 냉매 쿨러(18)에서 추가로 가온된다. 이와 같이 냉매 쿨러(18)에서 추가로 가온된다는 것은 냉매가 상당히 더욱 신속하게 그 작동 온도(TD)까지 가온될 것이라는 것을 의미한다. 그 다음에는, 이 과정은 단계(26)에서 시작된다.
단계(27)에서 냉매의 온도(TC)가 작동 온도(TD)보다 낮은 동안에는, 제어 유닛(22)은 냉매 쿨러(18)를 통과하는 공기 유동에 냉매의 온도(TC)보다 높은 온도(TA1, TA2)를 부여하기 위한 목적으로 냉각 팬(10)과 냉매 펌프(15)를 제어한다. 제어 유닛(22)에 의해 냉매 쿨러를 통과하는 공기 유동에 냉매의 온도보다 높은 온도를 부여하는 것이 더 이상 불가능한 것으로 판단되면, 제어 유닛(30)은 냉매가 바로 연소 기관(2)으로 안내되도록 삼방 밸브를 제1 위치에 배치시킨다. 계속되는 작동 중에, 냉매는 연소 기관(2)에 의해서만 계속 가온될 뿐이다. 소정 시간 후에, 냉매의 온도는 작동 온도(TD)에 도달한다. 단계(27)에서 제어 유닛(22)에 의해 냉매의 온도(TC)가 초과된 것으로 판단되면, 제어 유닛은 단계(30)에서 삼방 밸브(17)를 제1 위치에 배치시킨다. 그러면, 냉매는 다시 냉매 쿨러(18)를 통해 안내된다. 그러지만, 이 경우에는 냉매 쿨러(18)를 통과하여 유동하는 공기의 온도(TA1, TA2)는 냉매 온도(TC)보다 낮을 것이다. 이에 따라 냉매는 냉매 쿨러(18)에서 냉각된다. 연소 기관(2)이 계속 작동하는 중에, 제어 유닛(22)은 냉매가 작동 온도(TD)에 상응하는 실질적으로 일정한 온도(TC)를 유지하도록 삼방 밸브를 제어한다.
도 3에는 본 발명에 따른 장치의 대안적인 구성이 도시되어 있다. 이 경우, 제1 라인(16a)과 제2 라인(16b)을 포함하는 매니폴드에 서모스탯(19)이 마련된다. 서모스탯(19)은, 일반적인 방식으로, 냉매의 온도(TC)가 희망하는 냉매 온도(TD)보다 낮으면 냉매를 제1 라인(16a)과 연소 기관(2)으로 바로 안내하고, 냉매의 온도(TC)가 희망하는 냉매 온도(TD)보다 높으면 냉매를 냉매 쿨러(18)에서 냉각하기 위해 제2 라인(16a)으로 안내하도록 구성된다. 이 경우 제1 라인(16a)은 제어 유닛(22)에 의해 제어될 수 있는 삼방 밸브(17)를 구비한다. 냉매의 온도(TC)가 작동 온도(TD)보다 낮으면, 서모스탯(19)은 냉매를 자동으로 제1 라인(16a)로 안내한다. 또한 제어 유닛(22)은 단계(27)에서 냉매의 온도(TC)가 작동 온도(TD)보다 낮을 때 반응한다. 그러면, 제어 유닛(22)은 냉매 쿨러(18) 내의 냉매와 공기 간의 온도차를 유지시키기 위한 목적으로 냉각 팬(10)과 냉매 펌프(15)를 작동시킨다. 단계(29)에서, 제어 유닛은 공기의 온도가 냉매의 온도(TC)보다 높은 온도(TA1, TA2)인지 확인한다. 만일 그러한 경우라면, 제어 유닛(22)은 냉매 쿨러(18) 내의 냉매를 가온할 수 있는 것으로 판단하고, 냉매를 제1 라인(16a)에서부터 연결 라인(20)을 거쳐서 제2 라인(16b)으로 안내하도록 삼방 밸브(17)를 제2 위치에 배치시킬 것이다. 이에 따라 냉매는 냉매 쿨러(18)로 안내되어, 냉매 쿨러(18)를 통과하여 유동하는 공기에 의해 가온될 것이다.
냉매 온도(TC)가 공기와 비슷한 수준까지 상승되면, 더 이상 냉매 쿨러(18)에서 냉매를 가온할 수 없게 된다. 그러면, 제어 유닛(22)은 냉매가 연소 기관(2)으로 안내되도록 삼방 밸브(17)를 제1 위치에 배치시킨다. 연소 기관(2)이 계속 작동하는 중에, 냉매의 온도(TC)는 작동 온도(TD)를 초과할 때까지 상승된다. 냉매 온도가 작동 온도를 초과하게 되면, 냉매를 냉매 쿨러(18)에서 냉각하기 위하여 제2 라인(16b)으로 안내하도록 서모스택(19)이 자동으로 리셋(reset)된다. 서모스탯(19)은 냉매가 작동 온도(TD)에 상응하는 온도(TC)를 유지하도록 냉매 유동을 계속해서 제어한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예들에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 자유롭게 변형될 수 있다. 위에서 설명한 예들에서, 과급 공기 쿨러와 EGR 쿨러는 냉매 쿨러 앞에 배치될 수 있다. 그러한 쿨러 또는 어떤 다른 발열 요소를 냉매 쿨러 앞에 하나만 마련하면 충분하다. 그러한 대안적인 발열 요소는 기어박스 오일용, 모터오일용 또는 유압유용의 공냉식 쿨러이거나 혹은 공기조화기용 응축기일 수 있다.

Claims (11)

  1. 차량(1)의 연소 기관(2)을 냉각시키는 것으로서, 공기가 주변 온도보다 높은 온도(TA1, TA2)로 통과하여 유동하는 차량 내의 장소에 배치된 냉매 쿨러(18)와, 냉매를 연소 기관(2)으로 안내하는 제1 라인(16a)과 냉매를 냉매 쿨러(18)로 안내하는 제2 라인(16b)을 포함하는 매니폴드와, 냉매를 연소 기관(2)으로 안내하는 제1 위치와 냉매를 냉매 쿨러(18)로 안내하는 제2 위치에 배치될 수 있는 밸브 수단(17)을 포함하는 냉각 시스템의 냉매를 가온하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치에 있어서,
    냉각 시스템 내의 냉매의 온도(TC)가 작동 온도(TD)보다 낮은지 그리고 냉매 쿨러(18)를 통과하여 유동하는 공기의 온도(TA1, TA2)가 냉매의 온도(TC)보다 높은지를 평가하는 제어 유닛(22)을 포함하고, 이 제어 유닛(22)은, 이들 조건들이 충족되는 경우, 냉매가 냉매 쿨러(18)로 안내되어 냉매 쿨러(18)를 통과하여 유동하는 공기에 의해 가온되도록 밸브 수단(17)을 제2 위치에 배치시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    밸브 수단은 상기 매니폴드에 배치된 삼방 밸브(17)인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    냉각 시스템은 상기 매니폴드에 배치된 서모스탯(19)을 포함하고,
    밸브 수단(17)은 제1 라인(16a)에 배치되고,
    삼방 밸브(17)는 밸브 수단(17)이 제2 위치에 배치된 경우에 냉매를 제1 라인(16a)으로부터 연결 라인(20)을 거쳐서 제2 라인(16b)으로 안내하도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 유닛(22)은 냉각 시스템 내의 냉매의 온도(TC)를 검출하는 온도 센서(23)로부터 정보를 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 유닛(22)은 소정 장소에 배치되어 냉매 쿨러로 유동해 들어가는 공기의 온도(TA1, TA2)를 검출하는 온도 센서(24, 25)로부터 정보를 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    연소 기관(1)으로 안내되는 가스 매체를 냉각하기 위한 적어도 하나의 쿨러(9, 15)를 포함하고,
    상기 쿨러(9, 15)는 공기가 쿨러(9, 15)를 통과해서 유동하고 가스 매체를 공기가 냉매 쿨러(18)를 통과해서 흐르기 전에 냉각시키도록 냉매 쿨러(18)의 상류측 장소에 배치된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쿨러는 연소 기관(2)으로 안내되는 압축 공기를 냉각시키기 위한 과급 공기 쿨러(9)인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쿨러는 연소 기관(2)으로 안내되는 재순환 배기가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러(13)인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  9. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 유닛(22)은 냉매 쿨러(18)를 통과하는 공기 유동을 발생시키도록 구성된 팬(10)의 속도를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  10. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 유닛(22)은 냉각 시스템 내에서 냉매를 순환시키는 냉매 펌프(15)를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 장치.
  11. 차량(1)의 연소 기관(2)을 냉각시키는 것으로서, 공기가 주변 온도보다 높은 온도(TA1, TA2)로 통과하여 유동하는 차량 내의 장소에 배치된 냉매 쿨러(18)와, 냉매를 연소 기관(2)으로 안내하는 제1 라인(16a)과 냉매를 냉매 쿨러(18)로 안내하는 제2 라인(16b)을 포함하는 매니폴드와, 냉매를 연소 기관(2)으로 안내하는 제1 위치와 냉매를 냉매 쿨러(18)로 안내하는 제2 위치에 배치될 수 있는 밸브 수단(17)을 포함하는 냉각 시스템의 냉매를 가온하는 냉각 시스템의 냉매 가온 방법에 있어서,
    냉각 시스템 내의 냉매의 온도(TC)가 작동 온도(TD)보다 낮은지 그리고 냉매 쿨러(18)를 통과하여 유동하는 공기의 온도(TA1, TA2)가 냉매의 온도(TC)보다 높은지를 평가하는 단계와, 이들 조건들이 충족되는 경우, 냉매가 냉매 쿨러(18)로 안내되어 냉매 쿨러(18)를 통과하여 유동하는 공기에 의해 가온되도록 밸브 수단(17)을 제2 위치에 배치시키는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 냉매 가온 방법.
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