KR100359700B1 - 차량용 엔진 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기가스 재순환장치 및 중간 냉각기 중 적어도 한쪽의 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 엔진 냉각장치를 제공한다.
본 발명의 차량용 엔진 냉각장치는, 배기가스 재순환장치(50a)(EGR) 및 터보충전기(100)의 중간 냉각기(50b) 중 적어도 한쪽을 설치한 차량(이 예로서는 자동차)용 엔진에 있어서, 라디에이터(9)와 냉각제를 순환시켜, 중간 냉각기(50b) 및 EGR(50a) 중 적어도 한쪽에서 발생한 열을 라디에이터(9)까지 운반하는 전동펌프(53)를 구비하고 있다. 자동차용 엔진(3)이 정지한 경우, 정지 후 일정기간 전동펌프(53)의 작동을 계속하여, 라디에이터(9)에 의해 냉각된 냉각제를 EGR(50a) 및 중간 냉각기(50b) 중 적어도 한쪽에 도입하여 온도를 급속도로 냉각시킨다. 그 다음 저온이 되었을 때 전동펌프(53)는 정지한다.

Description

차량용 엔진 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR VEHICULAR ENGINE}
자동차용 엔진에는, 배기가스의 일부를 다시 엔진에 도입하여 그 배기가스 중의 NOx를 줄이기 위한 EGR(배기가스 재순환) 장치가 설치된 것과, 터보충전기와 흡입구 분기관 사이에 흡입 및 배기가스를 냉각시키기 위한 중간 냉각기가 설치된 것이 있다. 이 EGR 및 중간 냉각기는 각각 고온의 배기가스에 노출되기 때문에, 액냉각방식이 사용되어, 엔진펌프에 의해 냉각제를 순환시켜 중간 냉각기 및 EGR의 열을 라디에이터로 이동시킴으로써 중간 냉각기 및 EGR을 냉각시킨다.
위와 같이, EGR 및 중간 냉각기의 냉각에는 엔진펌프를 사용하기 때문에, 엔진이 정지할 경우 엔진펌프도 부득이하게 정지하게 된다. 이 경우, EGR 및 중간 냉각기의 온도가 상승하므로, 정지 직후, 내부의 냉각제는 비등하고 금속부분은 고온에 노출되어, 결과적으로 수명이 감소하게 된다.
상기 종래의 기술이 갖는 문제점을 제기하여, 배기가스 재순환장치 및 중간 냉각기 중에 적어도 한쪽의 수명을 향상시킬 수 있는 차량용 엔진 냉각장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 엔진 냉각장치는, 배기가스 재순환장치 및 터보충전기 중간 냉각기 중 적어도 한쪽이 설치된 차량용 엔진, 라디에이터, 및 냉각제를 순환시켜 중간 냉각기와 배기가스 재순환장치 중 적어도 한쪽에서 발생한 열을 라디에이터로 운반하는 전동펌프를 구비한다.
본 발명에 있어서는, 차량용 엔진이 정지한 경우, 정지 후 일정기간 동안 전동펌프의 작동을 계속하여, 라디에이터에 의해 냉각된 냉각제를 EGR 및 중간 냉각기 중 적어도 한쪽에 도입하여 온도를 급속도로 냉각시킨다. 그 후 저온이 되었을 때 전동펌프를 정지시킨다.
본 발명의 제2 관점에 따라서, 냉각제 순환회로에 라디에이터, 전동펌프, 중간 냉각기 및 배기가스 재순환장치가 순차적으로 배치되어, 전동펌프에 의해 냉각제가 중간 냉각기 및 배기가스 재순환장치에 순차적으로 공급됨으로써 중간 냉각기 및 배기가스 재순환장치 양쪽을 냉각할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배치도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 엔진 냉각장치의 실시예의 구성도이다.
도 3은 하이브리드 차량에 탑재되는 HPVM의 사시도이다.
도 4는 하이브리드 차량의 블록도이다.
도 5는 하이브리드 차량에 탑재되는 에어컨디셔너의 냉매유로를 도시한 도면이다.
도 6은 하이브리드 차량의 냉각제의 흐름을 도시한 도면이다.
다음에 본 발명의 엔진 냉각장치의 실시예에 관해 하이브리드 차량을 예로 들어 설명한다.
우선, 하이브리드 차량의 개요이다. 최근에, 대기환경 및 환경문제의 개선요구에 따라, 저공해 차와 대체 에너지 차의 도입에 대한 요구가 증가해왔다. 구동원으로서 전기모터와 엔진을 병용하는 하이브리드 차량은 대체 에너지 차의 유력 후보중 하나이다. 하이브리드 차량은 고속 운전 시에는 엔진으로 구동되고, 저속 운전 시에는 배터리를 전원으로 하는 구동엔진에 의해 구동된다. 배터리는 엔진 구동 시에 발전용 모터를 구동하여 축전 된다.
도 1에 도시한 것처럼, 부호 1은 하이브리드 차량을 나타내며, 차체 앞부분에 전륜 구동용 모터(2a)를 내장한 구동장치(피냉각장치)(2)를 갖추고 있고, 차체 후부에 후륜 구동용 엔진(3)을 갖추고 있다. 엔진(3)의 예로서는 디젤엔진 또는 가솔린 터보충전식 엔진이 있다. 그러나 이것에 한정되지는 않고, 자연흡기엔진도 가능하다. 하이브리드 차량(1)은 저속 운전 시에는 구동모터(2a)를 구동원으로 사용해 주행하고, 일정 속도 이상의 고속 운전 시에는 구동원을 엔진(3)으로 바꿔 주행한다. 모터(2a)는 차체 앞부분에 설치되기 때문에, 탑재공간의 이유 및 공기저항을 고려하여 엔진(3)은 차체 후부에 설치된다. 또한, 엔진(3)과 모터(2a)가 동시에 구동원으로서 기동하는 경우도 있다.
부호 5는 모터(2a)의 전원인 배터리(피냉각장치)를 나타내고, 부호 6은 엔진(3)의 구동력을 전력으로 변환하여 그 전력을 배터리(5)에 축적하는 모터발전기장치(피냉각장치)를 나타낸다. 모터발전기장치에는 발전용 모터(도시하지 않음)가 탑재되고, 엔진(3)의 구동력을 발전용 모터에 전달함으로써 전력이 발생한다. 또한, 모터발전기장치(6)는 전력으로 발전용 모터를 구동시킴으로써, 배터리(5)에 축적된 전력을 구동력으로 변환하는 기능을 갖고 있다. 여기서 그 예의 배터리(5)는 높은 온도 범위(예를 들어 80℃ ~ 90℃)에서 안정적이어서 고효율로 작동하는 고온형 전지이다. 고온형 전지의 일례로서, 정극에는, 예를 들어 동, 니켈 또는 은 등의 할로겐을, 부극에는 금속 리튬(기타 칼슘, 마그네슘과 같은 활성금속도 가능하다)을 사용하고, 전해질로서 프로필렌카보네이트와 같은 유기물을 사용하는 것이 있다.
부호 50은 I/C(중간 냉각기) EGR 시스템(피냉각장치)을 나타낸다. 이 시스템(50)은 EGR(배기가스 재순환)장치(50a)와 중간 냉각기(50b)를 구비하고 있다. 즉, 도 2에 도시한 것처럼, 엔진(3)은 배기가스의 일부를 엔진(3)에 재 도입하여 배기가스의 NOx를 감소시키는 EGR(배기가스 재순환)장치(50a)를 가지고 있다. 또한, 터보충전지(100)와 흡입구 분기관(104) 사이에 흡기 온도를 내리기 위한 중간 냉각기(50b)가 설치된다. 여기서 터보충전기(100)의 중간 냉각기(50b)와 EGR(50a)은 모두 액냉각 방식이다.
다시 도 1에 도시한 것처럼, 부호 8은 엔진(3)을 냉각시키는 제1 라디에이터를 나타내고 부호 9는 제1 라디에이터(8)와 함께 설치된 제2 라디에이터를 나타낸다. 제2 라디에이터(9)는 구동모터(2a), 모터발전기장치(6) 및 I/C EGR 시스템(50)을 냉각시키기 위한 것이다. 제1 라디에이터(8) 및 제2 라디에이터(9)는 냉각용 라디에이터의 팬(10)으로 주위의 공기에 방열되도록 구성된다. 더욱이, 엔진(3)의 열을 배터리(5)로 전달하는 배터리 열교환기(11)(냉각제 가열수단)가 설치된다.
여기서, 실시예의 특징부를 설명한다. 도 2에 도시한 것처럼, 제2 라디에이터(9)의 냉각제 출구와 중간 냉각기(50b)의 냉각제 입구는 냉각제 통로(102)(배관)에 의해 접속되고, 이 냉각제 통로(102)에는 냉각제를 도입하기 위한 전동펌프(53)(중간 냉각기 냉각제펌프)가 설치된다. 중간 냉각기(50b)의 냉각제 출구와 EGR(50a)의 냉각제 입구는 냉각제 통로(103)(배관)에 의해 접속된다. 또한, EGR(50a)의 냉각제 입구와 라디에이터(9)의 냉각제 입구는 냉각제 통로(103)(배관)에 의해 접속되어, 냉각제 순환회로(105)를 구성한다.
자동차용 엔진(3)이 운전상태(작동상태)일 경우에는, 전동펌프(53)도 작동상태가 되어, 라디에이터에 의해 냉각된 냉각제를 순환시켜 중간 냉각기(50b) 및 EGR(50a)에 순차적으로 공급한다. 그리고, 자동차용 엔진(3)이 정지할 경우, 정지 후 일정기간 동안 전동펌프(53)의 작동을 계속하여, 제2 라디에이터(9)에 의해 냉각된 냉각제의 순환을 계속함으로써, 중간 냉각기(50b) 및 EGR(50a)을 냉각시켜 그 온도를 급속도로 저하시킨다. 그 다음 저온이 되면 전동펌프(53)를 정지시킨다. 즉, 자동차용 엔진(3)이 정지하더라도, 전동펌프(53)는 정지하지 않고 일정기간 동안 작동을 계속하여, 엔진 정지 직후 종래 고온이던 EGR 및 중간 냉각기는 고온이 되지 않도록 급속도로 냉각됨으로써, 내구성이 향상한다. 냉각제의 유동순서를 중간 냉각기(50b), EGR(50a)의 순서로 한 이유는 중간 냉각기(50b)를 EGR(50a)보다 더 효과적으로 냉각시키기 위해서이다.
다음에, 하이브리드 차량(1)에 탑재되는 공기조화장치(이하 에어컨디셔너라고 부른다)에 관해서 설명한다.
도 1에서, 부호 12는 냉매를 압축하는 압축기장치를 나타내고, 부호 13은 열교환기, 부호 14는 열교환기(13)에 송풍하는 팬, 부호 15는 HPVM(열 펌프 통풍모듈)이라 불리는 모듈을 나타낸다. 열교환기(13)는 외부 공기와의 열 교환을 쉽게 하기 위해 차체의 오른쪽 면에 설치되어, 팬(14)에 의해 강제적으로 외부 공기와 열 교환된다. HPVM(15)은 차체 후부의 중앙에 설치되고, 차체의 하부 중앙을 따라 차체 전방으로 연장하는 덕트(16)와 접속되어 있다. 도 3에 도시한 것처럼, 덕트(16)는 관 형상으로 형성되어 있고, 덕트(16)의 중앙부 및 전단부에 각각 공기 배출부(17, 18)가 설치된다.
이제 HPVM(15)에 관해 상세히 설명한다.
도 3은 HPVM(15)의 사시도를 도시하고, 도 4는 에어컨디셔너의 블록도를 도시한다.
도 3에서, HPVM(15)은 케이싱(15a), 내기흡입구(21), 외기흡입구(22), 배기구(23) 및 HPVM을 덕트(16)와 연결하는 연결부(24)로 구성된다.
내기흡입구(21)는 차 실내와 연통하고, 외기흡입구(22) 및 배기구(23)는 차 실외와 연통한다.
또한, 도 4에 도시한 것처럼, HPVM(15)은 차 실내의 공기(내기) 또는 차 실외의 공기(외기)중 어느 한쪽으로부터 공기가 도입되는지를 결정하는 내외기 전환댐퍼(30), 내외기 전환댐퍼(30)를 통해 공기를 도입하는 팬(31), 도입된 공기와 냉매간에 열을 교환하는 열교환기(33), 열 교환된 공기의 일부를 분기하는 공기혼합댐퍼(34) 및 분기된 공기를 가열하는 히터코어(35)를 구비하고 있다.
내외기 전환댐퍼(30)를 개폐 조작함으로써, 내기흡입구(21)(도3)로부터의 내기를 흡입하여 그 공기를 덕트(16)에 보내는 내기순환운전 또는 외기를 외기흡입구(22)(도 3)로부터 도입하여 그 공기를 덕트(16)에 보냄과 동시에, 내기를 배기구(23)(도 3)로부터 배출하는 외기도입운전의 어느 한쪽을 선택하는 것이 가능하다.
히터코어(35)는, 아래 설명과 같이, 엔진(3)으로부터 고온의 냉각제를 공급받아 송풍된 도입공기를 가열하는 열교환기이다. 이것은 에어컨디셔너의 난방운전(열펌프운전)시에 보조적으로 사용된다. 공기혼합댐퍼(34)는 그 개방 정도에 따라서, 히터코어(35)에 분기한 도입공기량을 조정한다. 도입공기는 그 후 덕트(16)의 공기 배출부(17, 18)로부터 차 실내에 배출된다.
열교환기(33 및 13)에는 압축기장치(12)에 의해 냉매가 공급되는 것에 의해 냉방운전 또는 난방운전이 이루어진다. 도 5는 상기 압축기장치(12)를 보여준다.
도 5에 도시한 것처럼, 압축기장치(12)는, 주된 구성요소로서, 압축기(41), 교축저항(42), 4방 밸브(43) 및 어큐물레이터(44)를 포함한다. 위에 설명한 열교환기(13, 33)는 이것들의 각 기기 사이에 냉매유로(45)로 연결되어 냉매회로를 형성한다.
압축기(41)에는 엔진(3) 또는 모터발전기장치(6)에 의해 구동력이 전달된다. 압축기(41)는 증발기로 방열하여 기화된 냉매를 압축하여, 고온고압의 기체냉매로서 토출하여 4방 밸브(43)로 보내는 기능을 갖고 있다. 4방 밸브(43)를 변환함으로써, 압축기(41)로부터 토출된 고온고압의 기체냉매의 유회 방향을 바꾸는 것으로, 냉방 또는 난방운전으로 전환한다. 또한, 교축저항(42)은 고온고압의 액체냉매를 감합하고 팽창시켜 저온저압의 액체냉매로 만드는 기능을 갖고 있다. 이것은 모세관 또는 팽창밸브를 사용한다. 어큐물레이터(44)는 증발기로 완전히 증발되지 않은 액체냉매의 일부가 압축기(41)에 직접 흡입되는 것을 방지하기 위해, 기체냉매에 포함되는 액체성분을 제거하기 위해 제공된다.
위에 설명한 냉매회로에서는, 난방 운전 시 저온저압의 액체냉매는 열교환기(33)(냉방 시에는 응축기로서 작용한다)에 있어서 외기로부터 열을 빼앗아 증발되고 기화하여, 저온저압의 기체냉매가 되어 압축기(41)에 보내진 다음 고온고압의 기체냉매가 된다. 그 후, 열교환기(13)(냉방 시에는 증발기로서 작용한다)에서 기체냉매는 방열하여 공기를 가열하고 응축되고 액화된 다음, 교축저항(42)을 지나 팽창하여 저온저압의 액체냉매가 되어, 다시 열교환기(33)에서 순환된다. 이 경우, 열교환기(33)는 증발기로서 작용하여 전열매체를 냉각한다. 또한, 열교환기(13)는 응축기로서 기능 하여 냉매를 가열한다.
냉방 운전 시에는, 열교환기(33)에 공급된 고온고압의 기체냉매는 외기에 열을 배출함으로써 응축되고 액화된다. 그 다음 이것은 교축저항(42)에 의해 팽창하고 열교환기(13)에 보내져 증발되고 기화된 뒤, 압축기(41)에 보내지고 다시 열교환기(33)에서 순환된다. 이 경우, 열교환기(33)는 응축기로서 기능하고 열교환기(13)는 증발기로서 기능 한다. 즉, 공기조화장치에 배치된 냉각장치의 1개의 열교환기는, 4방 밸브를 교환하는 것에 의해, 증발기로서 작용하여 냉각능력을 발휘하고, 응축기로서도 작용하여 가열기로서도 작용한다. 증발기로서 작용하는 경우는, 냉방, 제습, 온도조정이 가능해지며, 가열기로서 작용하는 경우는, 히터코어를 대신하여 작용할 수 있다. 따라서, 엔진 냉각수의 온도가 낮아 난방효과가 없을 때에도 난방능력을 발휘할 수 있다. 또한, 엔진작동 시작 직후, 엔진을 사용하지 않고 전력으로 주행하는 경우에 이 보조난방작용은 당연히 충분한 난방능력을 발휘한다.
상기 구성에 있어서, 안전한 작동을 위해 전술한 구동장치(2)와 모터발전기장치(6)의 온도는 65℃ 이하일 필요가 있다. 또한, 배터리(5)의 온도는 축전 효율상 855℃가 이상적이다. 이 요구를 만족시키기 위해, 하이브리드 차량(1)에 있어서, 냉각제의 온도는 아래 설명과 같이 제어된다.
도 6에 도시한 것처럼, 엔진(3), 배터리(5), I/C EGR 시스템(50), 구동장치(2), 모터발전기장치(6), 제1 라디에이터(8), 제2 라디에이터(9) 및 배터리 열교환기(11) 사이에 냉각제가 유동되는 소정의 유로가 형성되어 있다.
엔진(3)은 제1 라디에이터에 의해 냉각되고, 배터리(5), I/C EGR 시스템(50), 구동장치(2) 및 모터발전기장치(6)는 제2 라디에이터(9)에 의해 냉각된다.
다음은 유로의 상세한 설명이다.
I/C EGR 시스템(50), 구동장치(2) 및 모터발전기장치(6)는 제2 라디에이터(9)로부터 공급된 냉각제에 의해 냉각된다.
우선, 냉각제는 제2 라디에이터(9)의 배출 측에서 유로(51)로 공급된다. 냉각제는 분기점(p1)에서 I/C EGR 시스템(50) 측과 구동장치(2) 및 모터발전기장치(6) 측에 분기된다.
I/C EGR 시스템(50) 측에 분기한 냉각제는 유로(b1)에 삽입된 중간 냉각기 냉각제 펌프(전동펌프)(53)를 지나 I/C EGR 시스템(50)에 공급된다. I/C EGR 시스템(50)내에서 장치계를 냉각한 뒤, 냉각제는 유로(52)를 지나 제2 라디에이터(9)에 다시 순환된다. 이 때에, 중간 냉각기 냉각제 펌프(53)에 의해 냉각제에 유속이 주어져 유로(b1)내에 냉각제가 유동되게 한다.
한편, 구동장치(2) 및 모터발전기장치(6) 측으로 분기하는 냉각제는 분기점(p2)에서 또 분기된 뒤, 냉각제의 일부는 견인 냉각제 펌프(순환량 제어수단)(54)를 지나 또 분기된다. 그 한쪽은 구동장치(2) 측의 유로(b2)로 분기되고, 다른 쪽은 모터발전기장치(6) 측의 유로(b3)로 분기된다. 분기 후 냉각제는 I/C EGR 시스템(50)에 공급되는 냉각제와 같이 구동장치(2)와 모터발전기장치(6)에 각각 공급되어, 장치계를 냉각한 뒤, 유로(52)를 지나 제2 라디에이터(9)로 다시 순환된다. 이 때에, 견인 냉각제 펌프(54)에 의해 냉각제에 유속이 주어져 유로(b2, b3)내에 냉각제가 유동되게 한다.
여기서, 구동장치(2)는 도 1에 도시한 것처럼 차체 앞부분에 설치된다. 한편, 모터발전기장치(6) 및 제2 라디에이터(9)는 차체 후부에 설치된다. 즉, 유로(b2)는 유로(b3)보다 더 길고, 냉각제의 유동저항이 더 크다. 따라서, 구동장치(2) 및 모터발전기장치(6) 양쪽에 냉각제를 유동시킬 필요가 있을 때, 모터발전기장치(6) 측의 유량은 구동장치(2) 측보다 더 많아져, 균형이 맞지 않게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서, 유로(b3)에 유량조정밸브(55)가 삽입되어 유로(b2)의 유량의 균형을 유지한다.
분기점(p2)에서 분기한 다른 냉각제는 배터리 냉각제 펌프(순환량 제어수단)(57)가 삽입된 유로(b4)의 배터리(5) 측으로 유동한다.
배터리 냉각제 펌프(57) 앞의 합류점(p4)에서, 이것은 엔진(3)의 열에 의해서 가열된 고온의 냉각제와 합류한다. 고온의 냉각제는 나중에 설명할 것이다. 합류 후에 냉각제는 소정의 온도(855℃)가 되도록 유량이 미리 조정된다.
그 후, 배터리(5)에 냉각제가 공급되어, 상기 설명한 소정의 온도로 배터리(5)를 유지하면서, 배출 측 유로(b5)에 토출된다. 냉각제는 분기점(p3)에서 유로(b6, b7)로 분기한다. 유로(b6)는 배터리 열교환기(11)를 통과하여 합류점(p4)에서 유로(b4)와 합류하고, 유로(b7)는 유로(52)와 합류한 뒤 제2 라디에이터(9)에서 다시 순환되도록 구성된다. 유로(b6)에는 유량조절밸브(60)가, 유로(b7)에는 유량조절밸브(61)가 삽입되어 있다. 유량조절밸브는 나중에 설명한다.
유로(b6)내를 유동하는 냉각제는 배터리 열교환기(11)내의 엔진(3) 열에 의해 가열된다. 더 상세히는, 배터리 열교환기(11)에 있어서, 유로(b6)와, 엔진(3)과 배터리 열교환기(11) 사이에 냉각제가 순환하는 유로(b10) 사이에서 열이 서로 교환된다. 엔진(3)에 의해 가열된 유로(b10)내의 냉각제의 온도는 유로(b6)내의 냉각제의 온도(855℃)보다 더 높기 때문에, 유로(b6)내의 냉각제는 고온의 냉각제가 되도록 가열되어, 합류점(p4)에서 유로(b4)내의 저온 냉각제와 합류한다.
이렇게 하여, 고온 냉각제와 저온 냉각제가 합류점(p4)에서 합류하는 것에 의해 배터리(5)에 상기 설명한 소정의 온도의 냉각제를 공급한다. 고온 냉각제의 양을 상기 설명한 유량조정밸브(60, 61)로 조정함으로써, 배터리(5)에 공급되는 냉각제의 온도를 제어한다.
엔진(3)에는 상기 설명한 유로(b10)와는 별도로 다른 유로(b11)가 설정되어, 제1 라디에이터(8)와 엔진(3) 사이에 냉각제가 순환한다. 또한, 유로(b12)가 설정되어 히터코어(35)와 엔진(3) 사이에 냉각제가 순환한다.
엔진(3)으로부터 토출된 냉각제는 분기점(p5)에서 유로(b10, b11, b12)로 분기되고, 배터리 열교환기(11), 제1 라디에이터(8) 및 히터코어(35)로 각각 유동한 뒤, 합류점(p6)에서 합류하여, 다시 엔진(3)으로 순환된다.
엔진(3)의 입구 측의 유로에는 엔진 냉각제 펌프(69)가 설치되어, 유로(b10 ~ b12)에 냉각제를 유동시킨다. 또한, 유로(b10, b12)에는 유량조절밸브(71, 73)가 각각 설치되고, 유로(b11)에는 자동 온도 조절 장치(72)가 설치된다.
제1 라디에이터(8) 및 상기 설명한 제2 라디에이터(9)는 병렬로 설치되고, 제1 라디에이터(8)를 유동하는 냉각제가 더 고온이기 때문에, 제2 라디에이터(9)를 통과한 공기가 제1 라디에이터(8)를 통과하도록, 제1 라디에이터(8)의 하류 측에 풀(흡입)식 라디에이터 냉각용 팬(10)을 설치한다.
다음에 상기 에어컨디셔너의 동작에 관해서 설명한다.
상기 설명한 것과 같이, 하이브리드 차량(1)은 저속 운전 시 구동용 모터(2a)를 구동원으로서 주행하고, 일정 속도 이상의 고속 운전 시에는 구동원을엔진(3)으로 바꿔 주행한다. 그 때문에, 에어컨디셔너의 구동원도 종래의 차량용 에어컨디셔너와는 다르다.
우선, 하이브리드 차량(1)은 엔진에 의해 주행하고 있을 경우, 공기 조절 시 압축기장치(12)는 엔진(3)으로부터의 구동원에 의해 동작하고, 열교환기(13, 33) 사이에 냉매를 순환시킨다. 엔진(3)은 또한 모터발전기장치(6)에 구동력을 전달하여, 모터발전기장치(6)는 모터(도시하지 않음)로 전력을 발생시켜, 배터리에 전력을 축적한다.
HPVM(15)에 있어서는, 팬(31)이 내외기 전환댐퍼(30)를 통해 내기 또는 외기를 도입하여, 열교환기(33)에 송풍한다. 도입공기는 열교환기(33)내에서 냉매와의 열 교환에 의해 가열(난방 운전 시) 또는 냉각(냉방 운전 시)된다.
가열 후의 공기는 공기혼합댐퍼(34)에 의해 덕트(16) 또는 히터코어(35)에 송풍되고, 히터코어(35)에 보내진 도입공기는 엔진(3)의 배열에 의해 더 가열된 뒤 덕트(16)에 보내진다.
한편, 모터(2a)는 구동하고 엔진(3)이 정지할 때는 아래와 같이 동작한다. 즉, 모터발전기장치(6)는 배터리(5)에 축적된 전력을 사용해 내장된 발전용 모터를 구동한다. 이 구동력이 압축기장치(12)에 전달되는 것에 의해 열교환기(13, 33) 사이에 냉매를 순환시킨다. 그 밖의 동작은 엔진이 구동할 때와 같다.
다음은 냉각제의 순환에 관한 설명이다. 도 6에 도시한 것처럼, 제2 라디에이터(9)로부터 토출된 냉각제는 유로(51)를 지나 분기점(p1, p2)에서 분기되어 각 장치에 분배된다. 즉, 배터리(5)에 순환되는 냉각제의 양은 배터리 냉각제펌프(57)에 의해 결정되고, I/C EGR 시스템(50)에 순환되는 냉각제의 양은 중간 냉각기 냉각제 펌프(53)(전동펌프)에 의해 결정되며, 구동장치(2) 및 모터발전기장치(6)에 순환되는 냉각제의 양은 견인 냉각제 펌프(54)에 의해 결정된다.
다음은 냉각제의 순환에 관해서, 엔진(3)이 구동할 때와 모터(2a)가 구동할 때를 나눠 설명한다.
엔진(3)을 사용해 주행할 때는, 종래의 엔진 차와 같이, 엔진 냉각제 펌프(69)에 의해 엔진(3)과 제1 라디에이터(8) 사이에서 냉각제가 순환되어 엔진(3)을 냉각한다. 또한, I/C EGR 시스템(50)에는 중간 냉각기 냉각제 펌프(53)에 의해 냉각제가 순환된다.
모터발전기장치(6)에서는 내장된 발전용 모터가 구동할 때 냉각제가 순환된다. 즉, 엔진의 구동력을 사용해 축전하는 경우, 및 엔진(3) 정지 시 에어컨디셔너를 가동시키는 경우에, 견인 냉각제 펌프(54)에 의해 모터발전기장치(6)에 냉각제가 순환되어, 모터발전기장치(6)가 냉각된다.
한편, 모터(2a)에 의해 주행할 때는, 견인 냉각제 펌프(54)에 의해 구동장치(2)에 냉각제가 순환되어, 구동장치(2)가 냉각된다.
여기서, 엔진 정지 시에 I/C EGR 시스템(50)을 냉각시킬 필요는 없다. 따라서, 중간 냉각기 냉각제 펌프(53)를 가동할 필요가 없다. 그러나, 이 펌프가 완전히 정지할 때, 다른 펌프의 구동에 의해서 냉각제가 역류하는 경우가 있다. 예컨대, 중간 냉각기 냉각제 펌프(53)가 정지하여 견인 냉각제 펌프(54)가 가동할 경우, 중간 냉각기 냉각제 펌프(53)는 역류를 허용하여, 구동장치(2) 또는 모터발전기장치(6)로부터 토출된 냉각제가 전지 라디에이터(9)로 유입하지 않고 I/C EGR 시스템(50)에 유입하게 된다.
이를 방지하기 위해서, I/C EGR 시스템(50)을 냉각할 필요가 없더라도, 상기 언급한 역류가 발생하지 않을 정도로 중간 냉각기 냉각제 펌프(53)가 가동된다.
즉, 엔진이 정지하더라도, 전동펌프는 정지하지 않고 일정기간 운전을 계속한다. 그 결과, 정지 직후, 종래 고온이던 중간 냉각기 및 EGR은 이 운전에 의해 급격히 온도가 저하하여, 고온이 되지 않고, 내구성이 향상한다.
비슷하게, 구동장치(2) 및 모터발전기장치(6)를 냉각할 필요가 없는 경우라도, 냉각제의 역류가 발생하지 않을 정도로 수축 냉각기 펌프(54)가 가동된다.
또한, 엔진(3) 구동 시 또는 모터(2a) 구동 시에 관계없이 배터리(5)는 항상 소정의 온도가 유지된다. 배터리(5)의 온도변화에 응해서 배터리 냉각제 펌프(57)가 가동하여, 유량조정밸브(60, 61)에 의해 유량이 조정된 고온 냉각제와 저온 냉각제는 합류점(p4)에서 혼합되는 것에 의해, 배터리(5)에 순환되는 냉각제의 온도가 항상 소정 온도를 유지하게 된다.
여기 상기 언급한 실시예에 있어서는, EGR 및 중간 냉각기가 설치된 차량으로서 하이브리드 차량을 예로 들었다. 그러나, 이 차량에 한하지 않고, 일반적인 차량이라도 가능하다. 또한, EGR 및 중간 냉각기의 양쪽을 설치하는 것에 한하지 않고, 둘 중 어느 한쪽을 전동펌프에 의한 냉각제의 순환으로 냉각할 수도 있다.
본 발명은 이상 설명한 대로 구성되어 있기 때문에, 차량용 엔진이 정지한 경우, 정지 후 일정기간 전동펌프의 작동을 계속하여, 라디에이터에 의해 냉각된 냉각제를 EGR 및 중간 냉각기 중 적어도 한쪽에 도입하여 온도를 급속도로 냉각시킨다. 그 다음 저온이 되었을 때 전동펌프를 정지시킨다. 즉, 엔진이 정지하더라도, 전동펌프는 정지하지 않고 일정기간 작동을 계속하여, 엔진 정지 직후, 종래 고온이던 EGR 및 중간 냉각기 중 적어도 한쪽은 급속도로 냉각되어, 고온이 되지 않아 내구성이 향상한다.
본 발명의 제2 관점에 따라서, 냉각제 순환회로에 라디에이터, 전동펌프, 중간 냉각기 및 배기가스 재순환장치가 순차적으로 배치되어, 전동펌프에 의해 냉각제가 중간 냉각기 및 배기가스 재순환장치에 순차적으로 공급됨으로써 중간 냉각기 및 배기가스 재순환장치 양쪽을 냉각할 수 있다.

Claims (2)

  1. 차량용 엔진 냉각장치에 있어서,
    배기가스 재순환장치 및 터보 차저 중간냉각기 중 적어도 한쪽을 설치한 차량용 엔진과 라디에이터로 이루어지는 냉각제 순환회로, 및 상기 냉각제 순환회로에 배치되고 냉각제를 순환시켜 상기 터보 차저 중간냉각기 및 상기 배기가스 재순환장치 중 적어도 한쪽에서 발생한 열을 상기 라디에이터까지 나르는 전동펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각제 순환회로에 상기 라디에이터, 상기 전동펌프, 상기 중간 냉각기 및 상기 배기가스 재순환장치가 순차적으로 배치되어, 상기 전동펌프에 의해 상기 냉각제가 상기 중간 냉각기 및 상기 배기가스 재순환장치에 순차적으로 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각장치.
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