JP2013525691A - 冷却システム内を循環する冷却液を暖めるための装置及び方法 - Google Patents

冷却システム内を循環する冷却液を暖めるための装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013525691A
JP2013525691A JP2013509022A JP2013509022A JP2013525691A JP 2013525691 A JP2013525691 A JP 2013525691A JP 2013509022 A JP2013509022 A JP 2013509022A JP 2013509022 A JP2013509022 A JP 2013509022A JP 2013525691 A JP2013525691 A JP 2013525691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coolant
cooler
temperature
air
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013509022A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5503801B2 (ja
Inventor
ウィクストレム、ハンス
Original Assignee
スカニア シーブイ アクチボラグ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スカニア シーブイ アクチボラグ filed Critical スカニア シーブイ アクチボラグ
Publication of JP2013525691A publication Critical patent/JP2013525691A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5503801B2 publication Critical patent/JP5503801B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/27Layout, e.g. schematics with air-cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0425Air cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/34Heat exchanger incoming fluid temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature
    • F01P2025/48Engine room temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2037/00Controlling
    • F01P2037/02Controlling starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

本発明は、車両をコールド状態から始動させた後、冷却システム内の冷却液を暖めるための装置及び方法に関する。装置は、冷却システム内の冷却液が動作温度Tより低い温度Tであるかどうか、及び冷却液冷却器18を通って流れる空気が冷却液の温度Tより高い温度TA1、TA2であるかどうかを評価するように適合された制御ユニット22を有し、制御ユニット22は、これらの条件が満たされると冷却液が冷却液冷却器18へ導かれるように弁手段17を第2の位置に配置するように適合されており、それにより冷却液が冷却液冷却器18を通って流れる空気によって冷却液冷却器18内で暖められる。

Description

本発明は、請求項1及び11の前提部分に記載した、冷却システム内を循環する冷却液を暖めるための装置及び方法に関する。
特に、大型車両をコールド状態(冷えた状態)から始動させるとき、燃焼機関を冷却する冷却液は、所望の動作温度に達するのに比較的長い時間がかかる。これは、低い周囲温度が支配的である状況において特に問題になる。冷却液の温度が低すぎる間、燃焼機関は最適に作動せず、また冷却液によって暖められることが意図された運転室の空間が、実際には暖められない。
過給燃焼機関では、空気は圧縮された後、燃焼機関へ導かれる。それによって、空気はより高い圧力及びより高い温度を得る。圧縮空気は、少なくとも1つの給気冷却器内で冷却された後に、燃焼機関へ導かれる。EGR(排気ガス再循環)と呼ばれる技術は、排気ガスの一部を、燃焼機関内の燃焼プロセスから燃焼機関に空気を供給するためのラインまで戻すように導く周知の方法である。空気に排気ガスを加えることによって燃焼温度を低下させ、それにより、特に排気ガスの窒素酸化物NOの含有量が低下する。再循環排気ガスは、1つ又は複数のEGR冷却器内で冷却された後、空気と混合され、燃焼機関へ導かれる。
周知の実施法は、燃焼機関を冷却する冷却システム内の冷却液の場合にはラジエータの前方に位置する、給気冷却器内の圧縮空気及びEGR冷却器内の再循環排気ガスを冷却することである。したがって、圧縮空気及び再循環排気ガスは、周囲の温度である空気によって冷却され、冷却液は、周囲より高い温度である空気によって冷却される。それでも、この空気は通常、その動作温度に達したときの冷却液より確実に低い温度である。したがって冷却液は、冷却液冷却器が給気冷却器及び/又はEGR冷却器の下流に位置するときでも、適切な冷却を受ける。
本発明の目的は、燃焼機関の始動後、冷却システム内の冷却液が、比較的簡単な方法で迅速に暖められることを可能にする装置及び方法を提案することである。
この目的は、請求項1の特徴部分に示される機能によって特徴付けられる、序文において言及した種類の装置によって達成される。この場合、冷却システムの冷却液冷却器は、車両内で、燃焼機関の動作中、空気が周囲より高い温度で車両を通って流れる位置にある。車両は、冷却液冷却器の上流に位置する発熱する構成要素を有するようにすることができる。しばらくの間、燃焼機関のスイッチが切られているとき、冷却システム内の冷却液は、周囲と実質的に同じ温度になる。したがって、コールド・スタートの後、周囲より高い温度であるこの空気を用いて、冷却液冷却器内の冷却液を暖めることが可能である。この状況では、冷たい冷却液が冷却液冷却器を通して循環されるように、弁手段が第2の位置に配置される。したがって、冷却システム内を循環する冷却液は、冷却液冷却器を通って流れる暖かい空気によって暖められる。したがって、冷却液は冷却システム内を循環するとき、冷却液冷却器でも燃焼機関によっても暖められる。冷却液は、冷却液冷却器を通って流れる空気と実質的に同じ温度になるまで、冷却液冷却器で暖めることができる。冷却液がこの温度に達すると、弁手段が第1の位置に配置される。次いで、冷却液が燃焼機関へ直接導かれる。したがって本発明は、冷却液冷却器によって冷却液の迅速な初期の加温を達成することを可能にする。したがって、コールド状態から始動される車両において、冷却液がきわめて低い温度である時間をかなり短縮することができる。
本発明の実施例によれば、弁手段は、前記マニホルド内に位置する三方弁である。三方弁は、有利には制御ユニットによって制御される電気的に動作させる弁である。制御ユニットが三方弁を第1の位置に配置すると、三方弁は冷却液を第1のラインへ導き、制御ユニットが三方弁を第2の位置に配置すると、三方弁は冷却液を第2のラインへ導く。或いは、冷却システムは、前記マニホルド内にサーモスタットを備えることができ、また弁手段は第1のラインに位置することができ、第2のラインに配置されたとき、冷却液を、接続ラインを介して第1のラインから第2のラインへ導くように適合させることができる。この場合、従来型のサーモスタットは、通常動作の間、冷却液の温度を維持する。サーモスタットが冷却液を第1のラインに方向付ける段階の間、制御ユニットは、冷却液冷却器で冷却液を暖めることが可能であるかどうかを評価する。これが可能であるとき、制御ユニットは、冷却液が冷却液冷却器へ導かれるように、弁手段を第2の位置に配置する。
本発明の他の実施例によれば、制御ユニットは、冷却システム内の冷却液の温度を検知する温度センサからの情報を受け取るように適合される。有利には、温度センサは、冷却システム内に、前記マニホルドに近い冷却液の温度を検知するように配置される。制御ユニットは、冷却液冷却器に達する空気の温度を検知する位置にある温度センサからの情報を受け取るように適合させることもできる。そうした情報に基づいて、制御ユニットは、冷却液冷却器を通って流れる空気が冷却液より高い温度であるかどうか、及び冷却液冷却器で冷却液を暖めるのに使用可能であるかどうかを簡単に決めることができる。
本発明の好ましい実施例によれば、装置は、燃焼機関へ導かれる気体媒体を冷却するための少なくとも1つの冷却器を備え、その冷却器は、空気がこの冷却器を通って流れ、気体媒体を冷却した後、冷却液冷却器を通って流れるように、冷却液冷却器の上流の位置にある。そうした冷却器によって、冷却液冷却器に達する空気は周囲より確実に高い温度になる。したがって、この空気を用いて、コールド・スタート後の初期段階で冷却液を暖めることが可能になる。前記冷却器は、燃焼機関へ導かれる圧縮空気を冷却するための給気冷却器とすることができる。圧縮された空気は、空気の圧縮の程度に関連付けられる上昇した温度を得る。圧縮空気は、その体積を低減する目的で冷却される。この場合、圧縮空気の熱エネルギーは、コールド・スタート後の初期段階の間、冷却液を暖めるために利用される。或いは、前記冷却器は、燃焼機関へ導かれる再循環排気ガスを冷却するためのEGR冷却器とすることができる。再循環排気ガスはきわめて高い温度になり、したがって、再循環排気ガスを空気と混合して燃焼機関へ導く前に冷却する必要がある。この場合、再循環排気ガスの熱エネルギーは、コールド・スタート後の初期段階の間、冷却液を暖めるために利用することができる。前記冷却器は、他の代替形態に従って、ギアボックス・オイル、モータ・オイル若しくは作動油用の空冷式冷却器、又はAC設備用の凝縮器とすることができる。
本発明の好ましい実施例によれば、制御ユニットは、冷却液冷却器を通る空気の流れを生成するファンの速度を制御するように適合させることができる。冷却液冷却器への空気の流れは、ファンの速度を制御することによって変えることができる。これにより、冷却液冷却器に達する空気の温度を、冷却液の迅速な加温を促すように変えることが可能になる。制御ユニットは、冷却システム内で冷却液を循環させる冷却液ポンプを制御するように適合させることもできる。したがって、冷却液冷却器を通る冷却液の流れは、冷却液の迅速な加温を促すように変えることができる。
前述の目的は、請求項11の特徴部分に示す機能によって特徴付けられる、序文において言及した種類の方法によっても達成される。
以下では添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を実例として記述する。
第1の実施例による、冷却システム内の冷却液を暖めるための装置を示す図である。 本発明による方法を示す流れ図である。 第2の実施例による、冷却システム内の冷却液を暖めるための装置を示す図である。
図1は、過給燃焼機関2によって動力を供給される車両1を示している。車両1は、過給ディーゼル機関によって動力を供給される大型車両とすることができる。燃焼機関2のシリンダからの排気ガスが、排気マニホルド3を介して排気ライン4へ導かれる。大気圧より高くなる排気ライン4内の排気ガスは、ターボ・ユニットのタービン5へ導かれる。したがって、タービン5は、接続部を介して圧縮機6に伝えられる駆動力を備えている。圧縮機6は、空気フィルタ7を介して空気ライン8内へ導かれる空気を圧縮する。空気ライン8の中に、給気冷却器9が設けられる。給気冷却器9は、車両1の前部に配置される。給気冷却器9の目的は、圧縮空気を、燃焼機関2へ導かれる前に冷却することである。圧縮空気は、給気冷却器9内で、冷却ファン10によって給気冷却器9を通して流される周囲の温度の空気により冷却される。冷却ファン10は、適切な接続部を介して燃焼機関2によって駆動される。
燃焼機関2には、排気ガスを再循環させるためのEGR(排気ガス再循環)システムが設けられる。排気ガスを機関のシリンダへ導かれる圧縮空気と混合することによって、燃焼温度を低下させ、したがって、燃焼プロセスの間に形成される窒素酸化物NOの含有量も低下させる。排気ガスを再循環させるための戻りライン11は、排気ライン4から空気ライン8へ延びる。戻りライン11はEGR弁12を備え、それによって、戻りライン11内の排気流を遮断することができる。EGR弁12を用いて、戻りライン11を介して排気ライン4から空気ライン8へ導かれる排気ガスの量を連続的に制御することもできる。戻りライン11は、循環する排気ガスを冷却するためにEGR冷却器13を備える。過給ディーゼル機関2の特定の動作状態において、排気ライン4内の排気ガスの圧力は、入口ライン8内の圧縮空気の圧力より低くなる。そうした状況では、特別な補助手段なしに、戻りライン11内の排気ガスを入口ライン8内の圧縮空気と直接混合することができない。このために、例えば様々な形状を有するベンチュリ又はターボ・ユニットを使用することが可能である。むしろ、燃焼機関2が過給オットー機関である場合には、実質的にすべての動作状態において、オットー機関の排気ライン4内の排気ガスが入口ライン8内の圧縮空気より高い圧力になるため、戻りライン11内の排気ガスを入口ライン8内に直接導くことができる。排気ガスがある位置8aで圧縮空気と混合された後、それらは、マニホルド14を介してディーゼル機関2のそれぞれのシリンダへ導かれる。
燃焼機関2は、循環する冷却液を含む冷却システムによって従来の方法で冷却される。冷却液ポンプ15が、冷却システム内の冷却液を循環させる。冷却液ポンプ15は、冷却液を最初に燃焼機関2を通して循環させる。冷却液が燃焼機関2を冷却した後、冷却液は、冷却システム内でライン16を介して三方弁17へ導かれる。三方弁17はマニホルド内に位置し、そこでライン16は、冷却液を燃焼機関2へ導く第1のライン16aと、冷却液を冷却液冷却器18へ導く第2のライン16bに分かれる。冷却液冷却器18は、車両1の前方領域の、その領域内の空気の流れの意図される方向に対して給気冷却器9及びEGR冷却器13の下流の位置にある。EGR冷却器13及び給気冷却器9をそのように位置決めすることによって、再循環排気ガス及び圧縮空気を、周囲の温度である空気によって冷却することが可能になると同時に、それらの後ろに位置する冷却液冷却器18に達する空気がより高い温度になる。通常動作の間、冷却液は約80〜100℃の温度であるため、空気は、車両1の通常動作の間、周囲に比べて高い温度になったとしても、冷却液冷却器18内の冷却液の許容可能な冷却を実施する。
三方弁17は、制御ユニット22によって制御される。三方弁17は、電気的に作動される弁とすることができる。制御ユニット22は三方弁17を、冷却液が冷却液を燃焼機関2に導く第1のライン16a内へ導かれる第1の位置、及び冷却液が冷却液を冷却液冷却器18に導く第2のライン16b内へ導かれる第2の位置に配置することができる。制御ユニット22は、実質的に三方弁17のすぐ上流の位置における冷却液の温度を検知する第1の温度センサ23からの情報を受け取る。制御ユニット22は、給気冷却器9と冷却液冷却器18の間の位置における空気の温度TA1を検知する第2の温度センサ24、及びEGR冷却器13と冷却液冷却器18の間の位置における空気の温度TA2を検知する第3の温度センサ25からの情報も受け取る。制御ユニット22は、所望の空気の流れが冷却器9、13、18を通してもたらされるように、冷却ファン10の動作を制御するように適合される。制御ユニット22はまた、所望の冷却液の流れが冷却システム内にもたらされるように、冷却液ポンプ15の動作を制御するように適合される。
次に、図2の流れ図を参照して、燃焼機関2のコールド・スタート後に冷却液がどのように暖められるかについて説明する。燃焼機関2は、ステップ26で始動される。燃焼機関2が始動されると、冷却液ポンプ15が作動され、冷却システム内での冷却液の循環を開始する。燃焼機関の排気ガスは、圧縮機6を駆動するタービン5の動作を開始させる。圧縮機は、入口ライン8内の空気を引き込み、圧縮する。圧縮空気は給気冷却器9へ導かれ、そこで冷却された後、燃焼機関2へ導かれる。燃焼機関の排気ガスの一部は、戻りライン11を通して再循環される。再循環排気ガスは、EGR冷却器13内で冷却された後、入口ライン8内で圧縮空気と混合され、燃焼機関2へ導かれる。燃焼機関は冷却ファン10を作動させ、給気冷却器9及びEGR冷却器13を通る冷却用の空気の流れを引き寄せる。したがって、冷却液冷却器18に達する空気は、周囲に比べて高い温度を得る。
ステップ27において、制御ユニット22は、冷却液が三方弁17に達する前に、冷却液の温度Tに関する第1の温度センサ23からの情報を受け取る。制御ユニット22は、冷却液の温度Tが冷却液の所望の動作温度Tより低いかどうかを評価する。始動前にしばらくの間、燃焼機関2のスイッチが切られていた場合、冷却液は周囲の温度に一致する温度になる。したがって、冷却液の温度を、動作温度Tに達するように上昇させる必要がある。特に周囲が低い温度である場合、冷却液の温度Tは動作温度Tよりかなり低くなる。ステップ28において、制御ユニット22が冷却液の温度が低すぎると判定した場合、制御ユニット22は、冷却ファン10を、給気冷却器9及びEGR冷却器13を通って流れる空気が、下流に位置する冷却液冷却器18に達する前に適切な温度に暖められるような速度に制御する。しかしながら、圧縮空気及び再循環排気ガスがそれぞれ、給気冷却器9及びEGR冷却器13内で許容できない冷却を受けるような方法で、空気の流れを制御すべきではない。ステップ28ではまた、制御ユニット22によって、冷却液ポンプ15が、冷却システムに冷却液の迅速な加温を促す冷却液の流れをもたらすようにする。
ステップ29において、制御ユニット22は、空気が給気冷却器9を通過した後の空気の温度TA1に関する第2の温度センサ24からの情報、及び空気がEGR冷却器13を通過した後の空気の温度TA2に関する第3の温度センサ25からの情報を受け取る。ステップ29において、制御ユニット22は、冷却液冷却器18へ導かれる空気が、冷却液の温度Tより高い温度TA1、TA2であるかどうかを評価する。したがって、この場合、冷却液冷却器内へ導かれる空気の2つの温度TA1、TA2が検知される。この場合、平均値を計算して、冷却液冷却器18内の冷却液を暖めることが可能であるかどうかを調べることができる。制御ユニット22は、これが可能であると判定した場合、ステップ30において、冷却液が第2のライン16b及び冷却液冷却器18へ導かれるように、三方弁17を第2の位置に配置する。冷却液冷却器を通って流れる空気が冷却液の温度Tより高い温度TA1、TA2になるため、冷却液は、冷却液冷却器18を通して導かれると加温を受ける。したがって、この場合、冷却液は、燃焼機関2で受ける加温に加えて、冷却液冷却器18で追加の加温を受ける。この冷却液冷却器18における追加の加温は、冷却液がその動作温度Tまで、かなりより迅速に暖められることを意味する。次いで、プロセスは再びステップ26を開始する。
ステップ27において、冷却液が動作温度Tより低い温度Tである限り、制御ユニット22は、冷却液冷却器18を通って流れる空気に冷却液の温度Tより高い温度TA1、TA2を与える目的で、冷却ファン10及び冷却液ポンプ15を制御する。制御ユニット22は、これがもはや不可能であると判定すると、ステップ30において、冷却液が燃焼機関2へ直接導かれるように三方弁を第1の位置に配置する。継続される動作の間、冷却液は燃焼機関2によって暖め続けられるだけになる。しばらくすると、冷却液はその動作温度Tに達する。制御ユニット22は、ステップ27において冷却液の温度Tが限度を超えていると判定すると、ステップ30において三方弁17を第1の位置に配置する。次いで冷却液は、再び冷却液冷却器18を通して導かれる。しかしながら、この場合、冷却液冷却器18を通って流れる空気は、冷却液の温度Tより低い温度TA1、TA2である。したがって、冷却液冷却器18で冷却液の冷却が行われる。燃焼機関2の継続される動作の間、制御ユニット22は、三方弁を、冷却液が動作温度Tに一致する実質的に一定の温度Tを維持するように制御する。
図3は、代替的な構成を示している。この場合、第1のライン16a及び第2のライン16bを備えるマニホルド内に、サーモスタット19が設けられる。サーモスタット19は、従来の方法で、冷却液が所望の冷却液の温度Tより低い温度Tであるときには、冷却液を第1のライン16a及び燃焼機関2へ、また冷却液が所望の冷却媒体の温度Tより高い温度Tであるときには、冷却液を冷却液冷却器18で冷却するための第2のライン16bへ自動的に方向付けるように適合される。この場合、第1のライン16aは、制御ユニット22によって制御可能である三方弁17を備える。冷却液の温度Tが動作温度Tより低いとき、サーモスタット19は、冷却液を自動的に第1のライン16a内に方向付ける。制御ユニット22は、ステップ27において冷却液の温度Tが動作温度Tより低いときにも作用する。次いで、制御ユニット22は、空気と冷却液冷却器18内の冷却液の温度差を維持する目的で、冷却ファン10及び冷却液ポンプ15を作動させる。ステップ29において、制御ユニットは、空気が冷却液の温度Tより高い温度TA1、TA2であるかどうかを調べる。そのような場合、制御ユニット22は、冷却液冷却器18で冷却液を暖めることが可能であると判定し、冷却液を、接続ライン20を介して第1のライン16aから第2のライン16bへ導くように、三方弁17を第2の位置に配置する。したがって、冷却液は冷却液冷却器18へ導かれ、そこで、冷却液冷却器18を通って流れる空気によって暖められる。
冷却液の温度Tが空気と同じレベルまで上昇すると、もはや冷却液冷却器18で冷却液を暖めることができなくなる。その場合、制御ユニット22は、冷却液が燃焼機関2へ導かれるように、三方弁17を第1の位置に配置する。燃焼機関2の継続される動作の間、冷却液の温度Tは動作温度Tを超えるまで上昇する。これが起こると、サーモスタット19はそれ自体を自動的にリセットし、その結果、冷却液を冷却器18での冷却のための第2のライン16b内に方向付ける。サーモスタット19は引き続き、冷却液の流れを、冷却液が動作温度Tに一致する温度Tを維持するように制御する。
本発明は、図面が示す実施例に決して限定されず、特許請求の範囲の範囲内で自由に変更することができる。前述の実例では、給気冷却器とEGR冷却器の両方が冷却液冷却器の前方に位置している。それは、ただ1つのそうした冷却器、又は冷却液冷却器の前方に設けられるいくつかの他の発熱要素に対しては十分である。そうした代替的な発熱要素は、ギアボックス・オイル、モータ・オイル若しくは作動油用の空冷式冷却器、又はAC設備用の凝縮器とすることができる。

Claims (11)

  1. 車両(1)内の燃焼機関(2)を冷却する冷却システム内の冷却液を暖めるための装置であって、
    前記車両内の位置であって、周囲温度より高い温度(TA1、TA2)で空気が流れる位置にある冷却液冷却器(18)と、
    冷却液を前記燃焼機関(2)へ導く第1のライン(16a)、及び冷却液を前記冷却液冷却器(18)へ導く第2のライン(16b)を有するマニホルドと、
    冷却液を前記燃焼機関(2)へ導く第1の位置、及び冷却液を前記冷却液冷却器(18)へ導く第2の位置に配置することができる弁手段(17)と
    を有する装置において、
    前記冷却システム内の前記冷却液が動作温度(T)より低い温度(T)であるかどうか、及び前記冷却液冷却器(18)を通って流れる前記空気が、前記冷却液の温度(T)より高い温度(TA1、TA2)であるかどうかを評価するように適合された制御ユニット(22)を有し、該制御ユニット(22)は、これらの条件が満たされると前記冷却液が前記冷却液冷却器(18)へ導かれるように前記弁手段(17)を前記第2の位置に配置するように適合され、それにより前記冷却液が、前記冷却液冷却器(18)を通って流れる前記空気によって前記却液冷却器(18)内で暖められることを特徴とする装置。
  2. 前記弁手段が、前記マニホルド内に位置する三方弁(17)であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記冷却システムが、前記マニホルド内に位置するサーモスタット(19)を有し、前記弁手段(17)が前記第1のライン(16a)に位置し、前記弁手段(17)が前記第2の位置に配置されたとき、前記三方弁(17)は、前記冷却液を、接続ライン(20)を介して前記第1のライン(16a)から前記第2のライン(16b)へ導くように適合されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 前記制御ユニット(22)が、前記冷却システム内の前記冷却液の温度(T)を検知する温度センサ(23)からの情報を受け取るように適合されていることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記制御ユニット(22)が、前記冷却液冷却器(18)に流入する前記空気の前記温度(TA1、TA2)を検知する位置にある温度センサ(24、25)からの情報を受け取るように適合されていることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記装置が、前記燃焼機関(1)へ導かれる気体媒体を冷却するための少なくとも1つの冷却器(9、15)を有し、また前記冷却器(9、15)が前記冷却液冷却器(18)の上流の位置にあり、それによって前記空気は、前記冷却液冷却器(18)を通して流れる前に前記冷却器(9、15)を通して流れ、前記気体媒体を冷却することを特徴とする請求項1から5までのいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記冷却器が、前記燃焼機関(2)へ導かれる圧縮空気を冷却するための給気冷却器(9)であることを特徴とする請求項1から6までのいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記冷却器が、前記燃焼機関(2)へ導かれる再循環排気ガスを冷却するためのEGR冷却器(13)であることを特徴とする請求項1から7までのいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記制御ユニット(22)が、前記冷却液冷却器(18)を通る前記空気の流れを押し進めるように意図されたファン(10)の速度を制御するように適合されていることを特徴とする請求項1から8までのいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記制御ユニット(22)が、前記冷却システム内の前記冷却液を循環させる冷却液ポンプ(15)を制御するように適合されていることを特徴とする請求項1から9までのいずれか一項に記載の装置。
  11. 車両(1)内の燃焼機関(2)を冷却する冷却システム内の冷却液を暖めるための方法であって、前記冷却システムが、前記車両内の位置であって、周囲温度より高い温度(TA1、TA2)で空気が流れる位置にある冷却液冷却器(18)と、冷却液を前記燃焼機関(2)へ導く第1のライン(16a)、及び冷却液を前記冷却液冷却器(18)へ導く第2のライン(16b)を有するマニホルドと、冷却液を前記燃焼機関(2)へ導く第1の位置、及び冷却液を前記冷却液冷却器(18)へ導く第2の位置に配置することができる弁手段(17)とを有している方法において、
    前記冷却システム内の前記冷却液が動作温度(T)より低い温度(T)であるかどうか、及び前記冷却液冷却器(18)を通って流れる前記空気が、前記冷却液の温度(T)より高い温度(TA1、TA2)であるかどうかを評価するステップであって、これらの条件が満たされるると前記冷却液が前記冷却液冷却器(18)へ導かれるように前記弁手段(17)を前記第2の位置に配置し、それにより前記冷却液が、前記冷却液冷却器(18)を通って流れる前記空気によって前記却液冷却器(18)内で暖められるステップを特徴とする方法。
JP2013509022A 2010-05-04 2011-04-12 冷却システム内を循環する冷却液を暖めるための装置及び方法 Expired - Fee Related JP5503801B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050444-7 2010-05-04
SE1050444A SE534814C2 (sv) 2010-05-04 2010-05-04 Arrangemang och förfarande för att värma kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem
PCT/SE2011/050441 WO2011139207A1 (en) 2010-05-04 2011-04-12 Arrangement and method for warming of coolant which circulates in a cooling system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013525691A true JP2013525691A (ja) 2013-06-20
JP5503801B2 JP5503801B2 (ja) 2014-05-28

Family

ID=44903888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013509022A Expired - Fee Related JP5503801B2 (ja) 2010-05-04 2011-04-12 冷却システム内を循環する冷却液を暖めるための装置及び方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130043018A1 (ja)
EP (1) EP2567082A4 (ja)
JP (1) JP5503801B2 (ja)
KR (1) KR20130060219A (ja)
CN (1) CN102859141B (ja)
BR (1) BR112012025958A2 (ja)
RU (1) RU2518764C1 (ja)
SE (1) SE534814C2 (ja)
WO (1) WO2011139207A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015004332A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社デンソー 車両用冷却装置
JP2015031234A (ja) * 2013-08-06 2015-02-16 いすゞ自動車株式会社 エンジン冷却システム

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130050051A (ko) * 2011-11-07 2013-05-15 현대자동차주식회사 차량용 냉각 장치
FR2982799B1 (fr) * 2011-11-18 2014-07-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d’estimation de l’environnement thermique d’un composant dispose sous le capot moteur d’un vehicule automobile
WO2014193364A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 International Truck Intellectual Property Company, Llc Ac system with proportional controlled hydraulic fan
CN104863774B (zh) * 2015-06-01 2016-08-24 中国人民解放军装甲兵技术学院 混合动力汽车的快速启动预热装置的控制方法
CN111520271B (zh) * 2020-04-22 2022-05-10 东风越野车有限公司 一种高原高寒环境下越野车辆发动机辅助启动控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001173444A (ja) * 1999-12-17 2001-06-26 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 加温システム
WO2007108761A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Scania Cv Ab Cooling arrangement in a vehicle
JP2008500490A (ja) * 2004-05-28 2008-01-10 スカニア シーブイ アクチボラグ(パブル) 過給気内燃機関の排気再循環装置
JP2009520156A (ja) * 2005-12-21 2009-05-21 スカニア シーブイ アクチボラグ(パブル) 内燃機関の排気ガスを再循環する装置及び方法
JP2009108808A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Toyota Motor Corp ハイブリッドシステムの制御装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5190249A (en) * 1989-09-25 1993-03-02 Zwick Energy Research Organization, Inc. Aircraft deicer fluid heating and propulsion system
JP2001152861A (ja) * 1999-11-26 2001-06-05 Hino Motors Ltd 過給エンジン
DE10006513B4 (de) * 2000-02-15 2014-12-24 Behr Gmbh & Co. Kg Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit Wärmepumpen- und/oder Reheat-Betriebsart
DE50212188D1 (de) * 2001-08-01 2008-06-12 Behr Gmbh & Co Kg Kühlsystem für fahrzeuge
DE10155339A1 (de) * 2001-11-10 2003-05-22 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und Kraftfahrzeug
US7118721B2 (en) * 2002-11-26 2006-10-10 Alstom Technology Ltd Method for treating emissions
JP2004217087A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Calsonic Kansei Corp 車両用空調装置
RU2251021C2 (ru) * 2003-03-07 2005-04-27 Тимофеев Виталий Никифорович Система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания
ATE454544T1 (de) * 2004-02-01 2010-01-15 Behr Gmbh & Co Kg Anordnung zur kühlung von abgas und ladeluft
US7063138B2 (en) * 2004-05-25 2006-06-20 General Motors Corporation Automotive HVAC system and method of operating same utilizing trapped coolant
US7454896B2 (en) * 2005-02-23 2008-11-25 Emp Advanced Development, Llc Thermal management system for a vehicle
SE529101C2 (sv) * 2005-09-20 2007-05-02 Scania Cv Ab Kylarrangemang för återcirkulation av gaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE530583C2 (sv) * 2006-11-29 2008-07-08 Scania Cv Ab Kylararrangemang hos ett fordon
US8740103B2 (en) * 2008-04-21 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Heater coolant flow control for HVAC module
CN201326498Y (zh) * 2008-12-18 2009-10-14 三一汽车制造有限公司 一种发动机低温起动装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001173444A (ja) * 1999-12-17 2001-06-26 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 加温システム
JP2008500490A (ja) * 2004-05-28 2008-01-10 スカニア シーブイ アクチボラグ(パブル) 過給気内燃機関の排気再循環装置
JP2009520156A (ja) * 2005-12-21 2009-05-21 スカニア シーブイ アクチボラグ(パブル) 内燃機関の排気ガスを再循環する装置及び方法
WO2007108761A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Scania Cv Ab Cooling arrangement in a vehicle
JP2009108808A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Toyota Motor Corp ハイブリッドシステムの制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015004332A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社デンソー 車両用冷却装置
JP2015031234A (ja) * 2013-08-06 2015-02-16 いすゞ自動車株式会社 エンジン冷却システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP2567082A1 (en) 2013-03-13
EP2567082A4 (en) 2017-07-05
BR112012025958A2 (pt) 2016-06-28
SE534814C2 (sv) 2012-01-10
WO2011139207A1 (en) 2011-11-10
SE1050444A1 (sv) 2011-11-05
US20130043018A1 (en) 2013-02-21
RU2012151835A (ru) 2014-06-10
RU2518764C1 (ru) 2014-06-10
CN102859141B (zh) 2015-07-15
KR20130060219A (ko) 2013-06-07
CN102859141A (zh) 2013-01-02
JP5503801B2 (ja) 2014-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5503801B2 (ja) 冷却システム内を循環する冷却液を暖めるための装置及び方法
EP2286068B1 (en) Cooling arrangement for a supercharged internal combustion engine
RU2449136C1 (ru) Устройство для двигателя внутреннего сгорания с наддувом
KR101531360B1 (ko) 과급 내연 기관용 장치
EP2324221B1 (en) Cooling arrangement for a supercharged combustion engine
JP5054840B2 (ja) 過給燃焼機関用装置
JP4790061B2 (ja) 車両の冷却ファン装置
JP5993759B2 (ja) エンジンの吸気冷却装置
JP5172017B2 (ja) 過給式内燃機関用の低温冷却システムにおける装置
GB2471514A (en) Parallel Connected Exhaust Gas Heat Exchangers for a Motor Vehicle Engine
US20080190109A1 (en) Arrangement for Recirculation of Exhaust Gases of a Supercharged Internal Combustion Engine
JP5001465B2 (ja) 燃焼機関内の再循環排気ガスの冷却装置
JP2010540836A (ja) 車両用のギヤボックス内のオイルの冷却装置
JP2015502497A (ja) 車両の冷却システムの冷却液を冷却する装置及び方法
JP2007530867A (ja) 過給気内燃機関の排気再循環装置
WO2014132755A1 (ja) 排気再循環装置の冷却装置及び冷却方法
US20040187505A1 (en) Integrated cooling system
KR20210070354A (ko) 내부연소 엔진용 냉각 시스템 및 관련된 제어방법
WO2018225305A1 (ja) エンジン冷却システム

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5503801

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees